Лекция 4.УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

В первом такте процессор выставляет начальный адрес(или адрес определенный предыдущей командой) и его содержимое по ШД идет в процессор и остается в регистре команд. Далее оно поступает на дешифратор. Код команды расшифровывается во втором такте, с учетом входных сигналов управления режима процессора. Если эти сигналы пассивны, процессор продолжает выполнять команду т.е настраивает внутренние коммутаторы на выполнение команды. Команда выполняется в течении 3,4,5 тактов. Фактически для выполнения команды достаточно одного такта. Дополнительные такты используются для записи результатов или чтения ШД. Т.о. длительность цикла, выборка для различных команд изменяется от 3 до 5 тактов. Вместе с адресацией в ПЗУ на первом такте устройство управления процессора выставляет на ШД слово состояния процессора (ССП). Это восьмиразрядный код несущий информацию о типе цикла. Любая команда начинается с выборки, поэтому в первом цикле всегда устанавливается код выборки. Длительность цикла равна периоду адресного сигнала на младшем разряде.

Признаки призваны помогать пользователю в управлении процедурой вычисления. В зависимости от типа процессора соотношение аппаратных составляющих управляющей части и операционной различно.

Процессоры также делятся по условиям эксплуатации на широко применяемые и специализированные. Помимо рассмотренных параметров каждый процессор имеет характеристики ЭВМ (разрядность, DMA, тактовые частоты)

Структуру любого процессора как цифрового автомата можно представить состоящей из двух частей: управляющая и операционная части

Рис.5. Две составляющих части процессора

Операционная часть выполняет непосредственно преобразования операндов А и В, формируя выходной сигнал Y. Управляющая часть из КОП формирует множество управляющих сигналов, каждый из которых отвечает за настройку своего узла в операционной части. Эти сигналы принято называть микрокоманды, поскольку на каждый период сигнала синхронизации они свои. Управляющая часть – цифровой автомат, который в зависимости от входного КОП последовательно формирует микрокоманды. Его структура на сегодня преимущественно ПЛМ, ПЗЗ (программируемая логическая матрица).

Операционная помимо выходных сигналов Y по окончании каждой команды посылает в управляющую часть спец сигналы, называемые «признаки» (флаги). Эти сигналы необходимы для учета условий ветвления и как правило отражают наиболее характерные качества результата: 1) равенство результата 0, Z=1, 2) сигнал выходного переноса, С=1, 3) признак старшего разряда S=1.

Помимо трех основных встречаются: 1) переполнение OWR, 2)четность результата Р, 3) перенос из одной тэтрады в другую.

3.2.Полный цикл работы процессора

Работу процессора можно рассматривать согласно его синхросигналов, т.е. поделить время выполнения команды на составляющие. У процессора выделяют: 1) понятие такта 2) понятие цикла.

Такт – это интервал времени между двумя соседними тактовыми сигналами (период). Величина такта строго постоянна для всей вычислительной системы и определяется из наибольшей задержки при выполнении микрокоманды. Наибольшая задержка определяется временем преобразования в АЛУ + запись в регистр хранения. Тактовый генератор, определяющий этот интервал, может иметь и меньшую частоту, процессор простаивает.

Время цикла – интервал времени за который процессор из памяти считает или запишет туда операнды, при этом выполняется микрокоманды анализа, сохранения результата и анализа внешнего сигнала. Принято работу процессора представлять из различных циклов: выборка команд, чтение памяти, запись в память, цикл прямого доступа к памяти, цикл обработки прерываний и т.д. Такое деление принято в системах с командами типа IBM. В DEC структуре различают три типа основных циклов: ввод, вывод, ввод – модификация – вывод.

Приведем пример цикла для микропроцессора типа К580ВМ80. Первый цикл –выборка, с нее начинается выполнение любой команды.

Вопросы для самопроверки

1.Назовите основные типы процессоров, используемых для «быстрых» вычислений

2.Приведите основную схему цифрового автомата.

3.Укакую роль в структуре процессора играет схема управления?

4.Приведите примеры команд, выполняемых процессором

5. Дайте понятие такта. Дайте понятие цикла работы ЭВМ.

6. Какие составляющие формируют цикл процессора?

7. Дайте понятие слова состояния процессора.

8. Поясните механизм формирования управляющих сигналов в цикле выборка.

4.1. Принципы программного управления

Считают, что начало организации вычислений в цифровом автомате было положено принципами программного управления. На начальном этапе эти принципы считались незыблемыми, но сегодня некоторые положения могут трактоваться необязательными. Выделяют 5 основных принципов программного управления: 1) информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы информации, называемыми словами. Но помимо двоичной системы в технике применяют троичную (SD). Но применяют ее лишь для преобразователей и комбинационных схем, в которых управляющие сигналы практически не применяются.

2) Разнотипные слова подразделяются по способу использования, а не по системе кодирования: данные, адреса и коды команд осциллографом не различимы. Мы их различаем местом нахождения.

Дата добавления: 2014-01-11