Логическая структура однокристального микропроцессора

Микропроцессор имеет магистральную внутреннюю структуру. Все его узлы и блоки соединены между собой с помощью информационной магистрали.

Структурная упрощенная схема однокристального микропроцессора

В состав микропроцессора входят:

ГТИ — генератор тактовых импульсов

УУ — устройство управления

АЛУ — арифметическо-логическое устройство

БВР — блок внутренних регистров

Генератор тактовых импульсов задает цикл команды – интервал времени, необходимый для выборки команды из памяти и её исполнения, т.е. задает темп работы компьютера.

Таким образом, ритм работы любой ЭВМ, темп обработки потоков данных и команд определяется частотой синхронизирующих сигналов. В современных микропроцессорах ГТИ непосредственно встроен в микропроцессор.

Вычислительный процесс предварительно представлен для ЭВМ в виде программы - последовательности команд, записанных в порядке выполнения.

Микропроцессор последовательно извлекает команды программы из памяти, расшифровывает их и исполняет. Тип операций определяется кодом операции. В соответствии с этими кодами микропроцессор выполняет арифметические, логические или иные операции над числами, представленными в двоичном коде.

Числа, подвергающиеся операционным преобразованиям, называются операндами.

Операция в микропроцессоре производится над одним или двумя операндами.

Устройство управления обеспечивает выполнение микрооперации в соответствии с кодом команды в следующей последовательности:

1. выборка команды из оперативной памяти;

2. формирование исполнительных адресов операндов по информации, содержащейся в коде команды;

3. выборка операндов из оперативной или кэш-памяти;

4. выполнение действий в арифметическо-логическом устройстве;

5. отсылка результата выполнения операции в оперативную память и кэш-память.

Устройство управления предназначено для автоматического выполнения программы путём принудительной координации всех остальных устройств.

Арифметическо-логическое устройство по своим функциям является операционным блоком, выполняющим микрооперации, обеспечивающим приём из других устройств операндов, их преобразование и выдачу результатов преобразований в другие устройства.

Универсальные АЛУ — это микросхемы, которые включают в себя:

· блок регистров, предназначенных для приема и размещения операндов и результатов операций;

· арифметическо-логический блок для выполнения операций над логическими переменными;

· блок сумматоров для выполнения операций над операндами;

· блок местного управления, в котором формируется сигнал, координирующий взаимодействие всех блоков АЛУ между собой и другими блоками микропроцессора.

Блок внутренних регистров предназначен для промежуточного хранения операндов и результатов операций, играет роль СОЗУ или кэш-памяти, при этом каждый регистр служит в качестве ячейки памяти.

Дата добавления: 2014-11-09