- •Раздел 3 Организация центрального процессора
- •Обобщенная структура процессора
- •Базовые понятия
- •Структуры алу
- •Классификация алу
- •Назначение уу
- •Управление выполнением последовательности команд и операций
- •Управление выполнением операций
- •Способы адресации информации в эвм
- •Классификация уу
- •Уу с жесткой логикой
- •Уу с хранимой в памяти логикой
- •Состав устройства:
- •Компоненты процессора и памяти:
- •Регистровая структура процессора
- •Регистры общего назначения
- •Сегментные регистры
- •Регистр флагов
- •Указатель команд
- •Структура и формат команд микропроцессора
- •Формат команд
- •Машины с сокращенным набором команд
- •Неклассичские risc-архитектуры
- •Развитие risc-архитектур
- •Архитектура arm
-
Классификация уу
-
Функциональная ориентация – универсальные УУ; специализированные УУ; проблемно-ориентированные УУ.
-
Принцип организации цикла выполнения команды – синхронные УУ; асинхронные УУ; смешанные (синхронно-асинхронные) УУ.
-
Количество уровней управления – одноуровневые УУ; многоуровневые УУ.
-
Метод хранения программы – УУ с внутренним хранением программ; УУ с внешним хранением программ.
-
Порядок следования команд программы – УУ с естественным порядком следования команд; УУ с принудительным порядком следования команд.
-
Формат реализуемых команд – одноадресные, двухадресные, трехадресные УУ; УУ с переменной адресностью команд; безадресные УУ.
-
Способ реализации команд – централизованные УУ; распределенные УУ.
-
Способ построения управляющего автомата – схемные УУ; микропрограммные УУ.
-
Уу с жесткой логикой
-
Основное преимущество – быстродействие
-
Специализированные УУ формируют неизменные последовательности сигналов управления (СУ)
-
Микропрограмма в таком автомате хранится за счет системы жестких связей между узлами УУ. Для изменения микропрограммы требуется демонтаж жестких связей и создание новой схемы.
-
Недостаток УУ на жесткой логике: любые изменения или модификации команд универсального процессора, требующие изменения микропрограмм, приведут к изменению структуры управляющего автомата, а следовательно, и топологии его внутренних связей.
-
Построение УУ на специализированных логических структурах с фиксированной топологией – программируемых логических матрицах (ПЛМ).
-
ПЛМ
-
ПЛМ является слоистой структурой, в каждом слое которой сосредоточены однотипные логические элементы.
-
Топология связей построена таким образом, что на входы каждого элемента последующего слоя подаются выходные сигналы всех элементов предыдущего слоя.
-
ПЛМ может выполняться как отдельная БИС, так и формироваться внутри кристалла процессора, являясь весьма удобным элементом для создания управляющих автоматов.
-
ПЛИС
-
ПЛИС – программируемые логические интегральные схемы, позволяющие программно скомпоновать в одном корпусе электронную схему, эквивалентную схеме, включающей от нескольких десятков до нескольких сотен ИС стандартной логики.
-
Производители ПЛИС – XILINX, ALTERA, LATTICE, AT&T, INTEL.
-
ПЛИС
-
EPLD – многократно программируемые для сохранения конфигурации используется ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием.
-
FPGA – многократно реконфигурируемые для сохранения конфигурации используется статическое ОЗУ.
-
Уу с хранимой в памяти логикой
-
Идея микропрограммного управления (МПУ) первоначально была предложена с целью систематизации и упорядочения подхода к проектированию устройств управления ЭВМ.
-
МПУ стало методом проектирования и реализации УУ ЭВМ, при котором схемное управление заменено устройством управления на основе постоянного ЗУ. Хранимая в ЗУ информация составлена таким образом, чтобы управлять каждым узлом процессора в каждом цикле процессора.