Podstawowe składniki funkcjonalne procesora i ich rola.

Prezentacja na temat: "Podstawowe składniki funkcjonalne procesora i ich rola."— Zapis prezentacji:

1 Podstawowe składniki funkcjonalne procesora i ich rola.
Technika mikroprocesorowa I Prowadzący : mgr inż. Paweł Kwasnowski

2 Budowa typowego mikroprocesora

3 W strukturze dowolnego mikroprocesora można wyróżnić trzy główne podgrupy podzespołów :
Podzespoły sterujące wykonywaniem rozkazów, Podzespoły odpowiadające za wykonywanie działań arytmetycznych i logicznych, Rejestry.

4 Sterowanie wykonywaniem rozkazu
Za sterowanie wykonywaniem rozkazów odpowiedzialne są w mikroprocesorze : Rejestr rozkazów IR ( Instruction Register ), Dekoder rozkazów, Jednostka sterująca CU ( Control Unit ),

5 Sterowanie wykonywaniem rozkazu
Zadaniem rejestru rozkazów jest przechowywanie kodu rozkazu przez cały czas jego realizacji przez mikroprocesor. Kod rozkazu jest przekształcany przez dekoder rozkazów na ciąg elementarnych operacji ( mikrorozkazy ) realizowanych przez jednostkę sterującą. Jednostka CU może wysyłać sygnały sterujące do elementów wewnętrznych procesora oraz na zewnątrz ( jako wyjściowe sygnały sterujące ).

6 Sterowanie wykonywaniem rozkazu
CU może również odbierać sygnały z zewnątrz ( wejściowe sygnały sterujące ), które mogą wpływać na wykonywanie programu przez procesor ( np. odebranie sygnału przerwania INT powoduje zawieszenie wykonywania programu głównego i skok do miejsca, zawierającego początek programu obsługi przerwania ).

7 Operacje arytmetyczne i logiczne.
Operacje arytmetyczne wykonywane są w procesorze na liczbach binarnych. Wykonywane jest dodawanie, odejmowanie, a we współczesnych procesorach również mnożenie i dzielenie. Jednym z argumentów działań jest z reguły zawartość rejestru A ( akumulatora ), drugi jest pobierany rejestru procesora lub pamięci i umieszczany w rejestrze pomocniczym. Akumulator jest podstawowym źródłem danych wysyłanych na zewnątrz procesora jak i odbiornikiem danych z zewnątrz.

8 Operacje arytmetyczne i logiczne
Wykonywane operacje logiczne to suma OR, iloczyn AND, suma modulo 2 XOR, negacja, negacja wszystkich bitów argumentu, przesunięcie w lewo i prawo. Charakterystyczne wyniki operacji w ALU są zapamiętywane w rejestrze F ( flag ) jako tzw. bity znaczników. Słowo rejestru F zwane jest słowem stanu procesora PSW ( Processor Status Word ).

9 Operacje arytmetyczne i logiczne.
Wykorzystywane są takie bity znaczników jak C ( Carry - przeniesienie ), AC ( Auxiliary Carry - przeniesienie połówkowe ), Z ( zero ), S ( Sign – znak ), P ( Parity – parzystość ), OV ( Overflow – przepełnienie ). Bity znaczników wykorzystuje się w trakcie realizacji rozkazów warunkowych. Rozkazy takie są wykonywane, jeśli warunek określony w rozkazie jest zgodny ze stanem znacznika.

10 Rejestry Pierwsza grupa rejestrów to rejestry wyspecjalizowane, które mają ściśle określone przeznaczenie i zadania, które spełniają. Rejestrami tymi są licznik rozkazów PC ( Program Counter ) i wskaźnik stosu SP ( Stack Pointer ). Druga grupa to rejestry ogólnego przeznaczenia R1, R2, …, Rn. Spełniają funkcję wewnętrznej pamięci danych. Mogą również przechowywać adresy danych – pełnią wtedy rolę wskaźników danych DC ( Data Counter ).