Читать учебное пособие по Отсутствует: "Проектирование процессора IBM совместимых команд" Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

На рис.1 приведена обобщенная структурная схема внутренних устройств в традиционной фон-неймановской структуре ЭВМ [1].

Центральный процессор представлен на этой схеме в составе:

центрального устройства управления (ЦУУ);

арифметико-логического устройства (АЛУ), в состав которого входят блок операций (БО) и местное устройство управления (МУУ);

регистровой памяти (РП).

Центральный процессор в процессе работы обменивается с оперативной памятью данными и управляющей информацией. От эффективности этого обмена во многом зависит производительность процессора, которая может быть повышена за счет использования СОЗУ и регистровой памяти. Эффективность этого обмена обеспечивается выбором соответствующего интерфейса. Интерфейс ОП-ЦП может выполняться в виде:

§ магистралей (шин), к которым подключаются различные устройства ЭВМ;

§ связей «каждый с каждым», соединяющих отдельные устройства независимыми линиями связи;

§ смешанного типа связей, использующих совместно два ранее рассмотренных вида соединения устройств.

Магистральный тип связи обеспечивает обмен информацией в режиме разделения времени, ограничивая тем самым скорость передачи информации, что накладывает на быстродействие ЦП заметные ограничения, но позволяет сократить количество линий связи между устройствами.

Этот недостаток снижается за счет использования раздельных шин передачи данных (ШД), адреса (ША) и управления (ШУ), а также использованием внутренних магистралей (ВШД, ВША).

В наибольшей мере параллелизм в обмене информацией достигается при использовании соединений «каждый с каждым», хотя и приводит к заметному увеличению аппаратуры.

Функционирование ЦП может быть представлено следующим образом.

По сигналу «Сброс» (RESET) все аппаратные элементы хранения (регистры, триггеры) устанавливаются в «0», а на счетчике команд (СчК) ЦУУ устанавливается начальный адрес команды выполняемой программы.

Далее по сигналу «Пуск» (START) начинает работу ЦУУ и производится выборка команды из ОП, которая передается на регистр команд (РгК) ЦУУ. В команде указывается код выполняемой операции, адреса операндов и используемые способы адресации.

ЦУУ обеспечивает формирование исполнительного адреса операнда Аисп, по которому осуществляется выбор данных из ОП или РП.

В связи с децентрализацией управления ЦУУ в большей мере выполняет функцию координации работы устройств ЭВМ. Это с одной стороны позволяет несколько упростить ЦУУ и вместе с тем обеспечить более гибкую организацию управления.

Обычно такая организация взаимодействия между отдельными блоками ЭВМ реализуется полусинхронным принципом работы, при котором время цикла работы каждого из устройств может быть выбрано кратным такту генератора синхроимпульсов (ГТИ) ЦУУ.

Закончив выборку операндов, ЦУУ выдает сигнал обращения к АЛУ, по которому начинается обработка информации. Окончание операции в АЛУ сопровождается выдачей сигнала окончания операции в ЦУУ. Далее этот процесс продолжается по очередной команде до завершения реализуемого алгоритма.

Задача проектирования ЦП заключается в разработке и обосновании принятого технического решения,

Похожие работы