Обобщенная структура центрального процессора
Процессоры бывают: сигнальные, коммуникационные, общего назначения, специализированные
Машинный такт – интервал времени, в течении которого выполняется одна микрокоманда.
ИПУ – Инженерный Пульт Управления
МП – Местная Память
УР – Управляющие Регистры
БКД – Блок Контроля и Диагностики
БССОП – Блок Связи С Основной Памятью
БЗП – Блок Защиты Памяти
Для реализации программного режима работы наряду с программными средствами используется специальные аппаратные средства. Кроме уже упомянутой системы прерываний к ним относятся следующие средства: защита памяти, динамического распределения памяти, службы времени и др.
Центральное Устройство Управления
ЦУУ формирует управляющие сигналы для следующих функций:
- выборки из ОЗУ (ПЗУ) кодов очередной команды
- расшифровки кодов операций и признака выбранной операции
- формирование исоплнительного адреса операнда
- анализ запросов на прерывание исполняемой программы
- формирование адреса следующей команды
Структура ЦУУ:
БРК – Блок Регистра Команд БПА – Блок Переадресации Адресов
БТИ – Блок Тактовых Импульсов ИПУ – Инженерный Пульт Управления
БП – Блок Прерываний БАК – Блок Адреса Команд
БУО – Блок Управления Операциями УС – Управляющие Сигналы
Алгоритм: 1)код очередной команды программы принимается для расшифровки и исполнения в БРК, под воздействием УСов. Адрес формируется в БАКе. 2)--------3)Перед выборкой очередной команды производится анализ запроса на прерывание. Для этого включается БП. В состав ЦУУ включается блок для формирования исполнительных адресов – БПА. В его состав включаются: индексные, базовые регистры, а также схема алгебраического сложения. БТИ – Блок Тактовых Импульсов. Назначение – формирование последовательности тактовых импульсов, которые позволяют провести временное развертывание цикла работы процессора. ИПУ – обеспечивает: а) пуск или остановку ЭВМ б) выполнение процессором заданного режима в) вывод на средства индикации
Основные характеристики и классификация устройств управления
1) Принцип формирования и развертывания временной последовательности УС для осуществления микроопераций цикла выполнения команд ЭВМ.
2) Способ построения цикла работы ЭВМ и ее ЦУУ:
3) Способ организации выработки УСов.
4) Способ синхронизации узлов и блоков ЭВМ. ЦУУ бывает аппаратного и микропрограммного типа. Последовательность УС зависит от операционной и адресной части исполняемой командыю Во-вторых – от сигналов от операционных блоков, все это синхронизируется ТИ, которые определяют границу тактов. Поэтому БУО рассматривается как цифровой автомат, который определяется следующими множествами: а) входных сигналов, которые соответствуют двоичному коду операционной части и двоичным значением сигналов осведомительных признаков. б) двоичных УСов, которое соответствует множеству выдаваемых из ЦУУ сигналов микроопераций. в) множество подлежащих реализации микропрограмм, циклов выполнения команд и отдельных этапов.
БУО в ЦУУ аппаратного типа представляет собой ЦА в котором требуемое множество состояний задается множеством логических и запоминающих элементов. Это позволяет выдать на выход блока сигнал микрооперации.
ЦУУ микропрограммного типа – БУО выполняет функции блока хранения и выборки кодов микропрограмм. В каждом машинном такте произодится выборка требуемой МК, во-вторых – выдача сигналов МО, в-третьих – формирование адреса следующей МК.
Различают ЦУУ:
1. С прямым циклом. 1) Выборка из устройства команд 2) выполнение машинной операции
2. С обращенным циклом. 1) Сигналы МО-ций для выполнения машинной операции по коду команды, которая поступила в ЦУУ в предыдущем цикле.
3. С совмещенным циклом – для повышения быстродействия – многокомандные процы, конвейрная и суперскалярная обработка
5) По способу выработки УС. ЦУУ могут быть централизованными и смешанными. В первом случае БУО вырабатывает все сигналы микроопераций для всех команд, а во втором – «местные» БУО.
6) По способу синхронизации работы ЭВМ – в зависимости от числа тактов в цикле команд различают ЦУУ с постоянным и переменным числом тактов.
