89852

Физическая и функциональная структура микропроцессора

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Локальные управляющие схемы: Модуль предсказания ветвлений Регистры микропроцессорной памяти кэш 1 уровня Блок с плавающей точкой Шинный интерфейс Функционально микропроцессор можно разделить на 2 части: 1 операционная содержащая УУ АЛУ и микропроцессорную память за исключением нескольких адресных регистров; 2 интерфейсная содержащая адресные регистры микропроцессора блок регистров команд и кодов команд где они хранятся ближайшие такты схемы управления шиной и портами. Функции элементов микропроцессора: Самое сложное...

Русский

2015-05-15

30.61 KB

9 чел.

Физическая и функциональная структура микропроцессора.

Физическая структура микропроцессора:

  1.  Ядро процессора – главный управляющий модуль плюс управление исполняющими модулями. Например модуль управления целочисленными данными и т.п.
  2.  Локальные управляющие схемы:
  3.  Модуль предсказания ветвлений
  4.  Регистры микропроцессорной памяти (кэш 1 уровня)
  5.  Блок с плавающей точкой
  6.  Шинный интерфейс

Функционально микропроцессор можно разделить на 2 части:

1) операционная – содержащая УУ, АЛУ и микропроцессорную память (за исключением нескольких адресных регистров);

2) интерфейсная – содержащая адресные регистры микропроцессора, блок регистров команд и кодов команд, где они хранятся ближайшие такты, схемы управления шиной и портами.

Обе части работают параллельно, но интерфейсная опережает операционную, так что выборка очередной команды из памяти и ее запись в блок регистра команд выполняется во время работы операционной части над предыдущей командой.

Микропроцессор имеет несколько групп регистров в интерфейсной части работающих с разной степенью опережения, что позволяет выполнять операции в конвейерном режиме резко повышающем быстродействие.

Функции элементов микропроцессора:

  1.  Самое сложное устройство – устройство управления
  2.  АЛУ
  3.  Микропроцессорная память – включает в себя 14 двух байтовых запоминающих регистров (базовых), а также имеются дополнительные регистры. Например: Микропроцессор VLIW имеет 256 регистров из которых 128 – регистры общего назначения.

Все регистры можно разделить на 4 группы:

  1.  универсальные регистры – AX, BX, CX, DX.
  2.  Сегментные регистры – CS, DS, SS, ES
  3.  Регистры смещения – IP, SP, BP, SI, DI
  4.  Регистры флагов – FL

Если регистры 4-х байтные или 8-ми байтные – их имена изменяются. Например – 4-х байтные универсальные регистры называются EAX, EBX, ECX, EDX.

Универсальные регистры обычно называют регистрами общего назначения поэтому могут использоваться для хранения любых данных. При этом могут работать каждым регистром целиком или отдельно с каждой его половиной.

Сегментные регистры – используются для хранения начальных адресов полей памяти (сегментов).

Регистры смещения – используются для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов (смещений относительно начала сегментов.

Регистр флагов FL – содержит одноразрядные признаки – маски (флаги), управляющие прохождением программы в компьютере. Флаги работают независимо друг от друга, т.е. просто для удобства помещены в один единый регистр. FL содержит 9 флагов: 6 из них – статусные – отражают результаты операций выполненных в компьютере - их значения используются например при выполнении команд условной передачи управления (команд ветвления программ); три других – управляющие, определяющие режим управления программы.

Интерфейсная часть микропроцессора включает в себя: адресные регистры микропроцессора, блок регистров команд и схемы управления шиной и портами. Порты ввода вывода – пункты системного интерфейса ПК через которые микропроцессор обменивается информацией с другими устройствами. Всего портов может быть 65536, т.е. определяется количеством адресов отведенных для этого, т.о. каждый порт имеет адрес – ячейка памяти являющаяся частью устройства ввода-вывода, а не частью основной памяти компьютера.

Порт – устройство содержащее аппаратуру сопряжения и два регистра памяти: 1) для обмена данными; 2) для обмена управляющей информацией. Существуют внешние устройства которые могут использовать основную память для хранения больших объемов информации подлежащей обмену. Многие устройства: клавиатура, сопроцессор, дисковод и т.п. имеют постоянно закрепленные за ними порты ввода-вывода.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77701. Компакт-диск как носитель информации. CD-ROM 1.56 MB
  Таким образом в процессе такой штамповки осуществляется запись данных на диск. Поперечное сечение стандартного компакт-диска Структура данных на компакт-дисках В отличие от магнитных носителей гибких и жестких дисков компакт-диски разбиваются на концентрические дорожки и секторы. Представление о EFMмодуляции Процесс преобразования декодирования сигналов получаемых при прохождении чередующихся углублений и плато над считывающей головкой заключается в следующем: При записи данных на компактдиск используется EFMмодуляция...
77702. Конструкции дисководов CD-ROM 5.39 MB
  В этом заключается принципиальное отличие дисководов компактдисков от накопителей на жестких и гибких дисков в которых носители вращаются с постоянной угловой скоростью. Необходимость поддержания постоянной линейной скорости обусловлена исключительно тем что при воспроизведении звуковых компактдисков данные должны поступать в декодирующее устройство в постоянном и строго определенном темпе независимо от того с какого витка рожки они считываются. Механическая часть дисководов CDROM Конструкция дисководов компактдисков приведена на рис.
77703. Устройства записи информации со сменными дисками 2.29 MB
  Однако в ближайшее время их скорее всего заменят пишущие DVDнакопители которые работают быстрее позволяют записывать прожигать 47Гбайт DVDносители что значительно удобнее 700Мбайт CDдисков и кроме того обеспечивают обратную совместимость с CDносителями поскольку могут работать как обычные накопители CDRW. Так МОнакопитель Fujitsu работает медленнее накопителей CDRW и DVDRW а по цене сильно проигрывает первым и сравним со вторыми. В том случае когда требуется иметь постоянно под рукой пятьдесять сменных...
77705. Флэш-память. От ROM к Flash 572.5 KB
  Внимание которое уделяется флэш-памяти вполне объяснимо ведь это самый быстрорастущий сегмент полупроводникового рынка. Ежегодно рынок флэш-памяти растет более чем на 15 что превышает суммарный рост всей остальной полупроводниковой индустрии.
77706. Технологии развития современной памяти 115 KB
  Всего за несколько десятилетий в области технологий хранения данных произошли разительные перемены а появление флешпамяти без преувеличения можно назвать революцией. Сегодня принцип хранения информации в электронных устройствах конечно отличается от условных расчётов Фейнмана но размер единичного элемента хранения известен около 40 нм в коммерческих устройствах на основе флешпамяти. Технологии устройств памяти следующего поколения будут использовать новые материалы обладать временем доступа в единицы наносекунд и хранить информацию...
77707. Трёхмерная графитовая память 35.5 KB
  На сделанных сканирующим электронным микроскопом снимках видны графитовая полоска неизменённой ячейки памяти вверху и содержащей бит данных Выход нашли исследователи из Университета Райса Rice University в Хьюстоне которые показали что родственник графена графит может быть адаптирован для создания быстрых высокоёмких устройств хранения обладающих преимуществами по сравнению с флэшпамятью которой комплектуется сегодня множество мобильных устройств. Ячейки памяти могут быть расположены в виде вертикальных массивов что в...
77709. Современные тенденции развития носителей информации 697 KB
  Интерфейс IDE Что бы ни говорили сторонники SCSI широкое распространение IDEустройств на сегодняшний день свершившийся факт. В идеале каждое IDEустройство стоит подключать к отдельному каналу в этом пожалуй заключается основное преимущество SCSI. И это одно из главных преимуществ IDE перед SCSI. SCSI Smll Computer System Interfce Несмотря на кажущееся засилье устройств с интерфейсом IDE EIDE по объемам выпуска за SCSI жесткими дисками всетаки остается около 27 рынка.