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

8 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

7414. Сумматоры с параллельным переносом 126.5 KB
  Тема: Сумматоры с параллельным переносом Сумматоры с параллельным переносом - сумматоры, в которых сложение выполняется как поразрядная операция. Применяются в устройствах с высоким быстродействием микроопераций сложения. При этом старают...
7415. Методы изготовления и прокладки оптических кабелей 168 KB
  Методы изготовления и прокладки оптических кабелей. Технологический процесс изготовления оптического кабеля базируется на основных принципах кабельной технологии. Однако для практической реализации разнообразных конструкций ОК, обладающих отличитель...
7416. Программируемые логические матрицы 240 KB
  Тема: Программируемые логические матрицы Программируемая логическая матрица (ПЛМ) - это универсальная структура, позволяющая запрограммировать систему булевых функций путем организации связи между вертикальными и горизонтальными шинами. Набор э...
7417. Соединение оптических волокон 645 KB
  Соединение оптических волокон Соединение оптических волокон является наиболее ответственной операцией при монтаже кабеля, предопределяющей качество и дальность связи по ВОЛС. Соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производст...
7418. Микропроцессоры (МП) и их характеристика 83.5 KB
  Тема: Микропроцессоры (МП) Микропроцессорами называются цифровые устройства, осуществляющие вычисления в соответствии с заданным законом функционирования, которые выполнены в виде интегральной схемы. Микропроцессоры (МП) по применимости класси...
7419. Синтез управляющих автоматов. Таблица переходов автомата Мили 82 KB
  Тема: Синтез управляющих автоматов. Таблица переходов автомата Мили. Таблица переходов используется для построения комбинационных частей автомата Мили, в частности - для определения функций возбуждения элементов памяти и определения функций вых...
7420. Основные принципы проектирования и эксплуатационно-технического обслуживания ВОЛС 267 KB
  Основные принципы проектирования и эксплуатационно-технического обслуживания ВОЛС. Требования к ВОЛС. Проектирование систем волоконно-оптической связи следует начинать с определения предъявляемых к системе требоваий, что определит в дальнейшем сам п...
7421. Микропрограммные автоматы с программируемой логикой (МПА с ПЛ) 87 KB
  Тема: Микропрограммные автоматы с программируемой логикой(МПА с ПЛ) МПА с ПЛ используется для построения устройств управления. Они функционируют автоматически автоматам Мили и Мура, которые строятся на жесткой логике. Отличительная способность...
7422. Формирование ландшафтов парка Ораниенбаум в XVIII – XXI вв 1.69 MB
  Формирование ландшафтов парка Ораниенбаум в XVIII - XXI вв. Введение Архитектурно-ландшафтный комплекс Ораниенбаум - уникальный дворцово-парковый ансамбль XVIII – начала XX веков был поврежден, но не разрушен в годы войны, сохранил ...