2.2 Микропроцессор

Микропроцессор - центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией. Микропроцессор также представляет собой функционально-законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

Микропроцессор выполняет следующие функции:

1. Вычисление адресов команд и операндов;

2. Выборку и дешифрацию команд из основной памяти;

3. Выборку данных из ОП, регистров МПП и регистров адаптеров внешних устройств (ВУ);

4. Прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;

5. Обработку данных и их запись в ОП, регистры МПП и регистры адаптеров ВУ;

6. Выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК;

7. Переход к следующей команде.

Основными параметрами микропроцессоров являются:

• Разрядность;

• Рабочая тактовая частота;

• Размер кэш-памяти;

• Состав инструкций;

• Конструктив;

• Рабочее напряжение и т.д.

Разрядность шины данных микропроцессора определяет количество разрядов, над которыми одновременно могут выполняться операции; разрядность шины адреса МП определяет его адресное пространство.

Адресное пространство – это максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

Рабочая тактовая частота МП во многом определяет его внутреннее быстродействие, т.к. каждая команда выполняется за определенное количество тактов. Быстродействие (производительность) зависит также и от тактовой частоты шины материнской платы, с которой работает (может работать) МП.

Кэш-память, устанавливается на плате МП, и имеет 2 уровня:

• L1 – память 1-го уровня, находящаяся внутри основной микросхемы (ядра) МП и работающая всегда на полной частоте МП (впервые кэш L1 был введен в МП 486 и у МП 386SLC);

• L2 – память 2-го уровня, кристалл, размещенный на плате МП и связанный с ядром внутренней микропроцессорной шиной (впервые введена в МП PentiumII). Память L2 может работать на полной и половинной частоте МП. Эффективность этой кэш-памяти зависит и от пропускной способности микропроцессорной шины.

Состав инструкций – перечень, вид и тип команд, автоматически исполняемых МП.

Конструктив определяет те физические разъемные соединения, в которые устанавливается МП и которые определяют пригодность материнской платы для установки МП. Разные разъемы имеют разную конструкцию (Slot – щелевой разъем, Socket – разъем-гнездо), разное количество контактов, на которые подаются сигналы и рабочие напряжения.

Рабочее напряжение также определяет пригодность материнской платы для установки МП.

В состав микропроцессора входят:

3. Устройство управления (уу)

• формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций;

• формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера;

• опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора импульсов.

Функциональная схема устройства управления