2.2.7. Внутренняя организация
1. Структурно-функциональная схема процессора
Р1, р2
СМ
Алу _
УУ
АЛУ
РКОП
Пуск
Y3
Y16
Y2 y9 y13, y14
АЛУ
– арифметико-логическое устройство
(см. рис. 6). Оно предназначено для
выполнения арифметических и логических
операций. АЛУ включает в себя:
IP
Y1
ДШ
УУ
РК
РК
Ост
{У}
Пуск
Останов
Адрес
Рис. 1
ПА1
КОП
ПА3
А1
ПА2
А2
А3
ИР3
ИР2
ИР1
Y17
Сумматор накапливающего типа СМ, на котором находится 1-й операнд и формируется результат выполнения операции;
Регистр Р1, на котором находится 2-й операнд;
Регистр кода операции РКОП;
Устройство управления УУ АЛУ, которое вырабатывает последовательность управляющих сигналов в соответствии с заданным кодом операции.
ОП – оперативная память (см. рис. 6). Она предназначена для хранения команд и данных. Она включает в себя:
ОП – запоминающая часть, в которой хранятся команды и данные;
Регистр адреса РА, на котором находится адрес ячейки памяти, к которой производится обращение;
Регистр данных РД, на котором находится записываемое в ОП или считываемое из ОП слово;
Устройство управления УУ ОП вырабатывает управляющие сигналы для выполнения операций записи или чтения.
В нижней части рисунка расположено центральное устройство управления, предназначенное для управления ходом процесса решения задач. Оно включает в себя:
Регистр команд РК, на котором находится очередная команда;
Счётчик адресов команд IP, на котором формируется адрес очередной команды;
Дешифратор группы операций ДШ. Его выходами являются признаки групп операций (АО, ЛО, … ,Ост).
Устройство управления УУ вырабатывает последовательность управляющих сигналов для обработки соответствующей группы операций.
2. Обобщённый алгоритм функционирования
Начало
МП
ВК
МП
ОА
АО
УПi
КВВ
ЛО
БП
БПВ
Ост
МП
АО
МП
УПi
МП
КВВ
МП
ЛО
МП
БП
МП
БПВ
МП
Ост
МП
АвОст
Конец
Ост
ПУ?
Нет
ПР?
Да
Нет
МП
Пр
Да
Рис. 2
Обобщённая схема алгоритма функционирования процессора показана на рисунке 7.
В блоке МП ВК происходит выбор очередной команды и подготовка следующей. В соответствии с последовательностью управляющих сигналов {У}, вырабатываемых УУ центрального устройства управления, содержимое IP передается на РА ОП и, после выполнения операции “Чтение”, содержимое РД, на котором находился очередная команда, передается на РК. Одновременно содержимое IP увеличивается на единицу, чем обеспечивается подготовка следующей команды.
В блоке МП ОА происходит обработка адресной части команды. По этой команде в УУ центрального устройства управления производится анализ полей признака адресации (ПА1, ПА2, ПА3) РК и, в случае относительной адресации, формируются исполнительные адреса в соответствии с разделом 4.3.
После этого блока происходит проверка признака выполнения:
арифметической операции (АО),
логической операции (ЛО),
операции безусловного перехода (БП),
операции условного перехода (УП),
безусловного перехода с возвратом (БПВ) (вызов подпрограммы),
команд ввода – вывода (КВВ),
команды программного останова (Ост).
В последующих блоках происходит выполнение соответствующей микропрограммы.
В блок-схеме присутствует блок АвОст. Это аварийный останов. Он производится всегда, когда приходит неверный код операции.
В блоке Ост ПУ производится проверка поступления сигнала останова с пульта управления.
В блоке ПР производится проверка прихода сигнала прерывания. Если такой сигнал пришёл, то в блоке МП Пр происходит обработка прерывания.