Физическая и функциональная структура микропроцессора.Устройство управления. АЛУ. Микропроцессорная память. Интерфейснаячасть МП.

Физическая структура МП достаточно сложна. Ядро процессора содержит главный управляющий и исполняющий модули – блоки выполнения операций над целочисленными данными. К локальным управляющим схемам относятся: блок плавающей запятой, модуль предсказания ветвлений, модуль преобразования CISC-инструкций во внутренний RISC-микрокод, регистры микропроцессорной памяти, регистры кэш-памяти 1 уровня, шинный интерфейс и др. Функционально МП можно разделить на две части:

- операционную часть, содержащую устройство управления, арифметико-логическое устройство и микропроцессорную память.

- интерфейсную часть, содержащую адресную регистры МПП; блок регистров команд – регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты; схемы управления шиной и портами.

Обе части МП работают параллельно, интерфейсная часть опережает операционную.

Устройство управления (УУ) – является функционально наиболее сложным устройством ПК – оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций во все блоки машины. В него входят: регистр команд, дешифратор операций, ПЗУ, узел формирования адреса, кодовые шины данных, адреса и инструкций. В общем случае УУ формирует управляющие сигналы для следующих процедур: выборки из регистра-счетчика IP адреса команды МПП и адреса ячейки ОЗУ; выборки из ячеек ОЗУ кода очередной команды и приема считанной команды в регистр команд; расшифровки кода операции и признаков выбранной команды; считывания из регистра команд и регистров МПП отдельных составляющих адресов операндов, участвующих в вычислениях; записи результатов операции в память; формирования адреса следующей команды программы.

АЛУ: предназначено для выполнения арифм. и логич. операций преобразования информации. В простейшем варианте состоит из двух регистров, сумматора и схем управления. АЛУ выполняет арифметические операции только над целыми двоичными числами, в другом случае привлекается математический сопроцессор или специальные программы.

Микропроцессорная память: включает в себя запоминающие регистры. Все регистры можно разделить на 4 группы:

- универсальные регистры: AX, BX, CX, DX – каждый из них может использоваться для временного хранения любых данных, можно работать с регистром целиком, а можно с его половиной.

- сегментные регистры: CS, DS, SS, ES – используются для хранения начальных адресов полей памяти, отведенных в программах для хранения.

- регистры смещения: IP, SP, BP, SI, DI – предназначены для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов.

- регистр флагов: FL – содержит флаги, управляющие прохождением программы в ПК; флаги работают независимо друг от друга, и лишь для удобства помещены в единый регистр.

Интерфейсная часть МП: предназначена для связи и согласования МП с системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд. Включает в состав: адресные регистры МПП, узел формирования адреса, блок регистров команд, внутреннюю интерфейсную шину МП, схемы управления шиной и портами ввода-вывода.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.