T Внутренняя шина данных

Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.

T Архитектура микропроцессора

Архитектура микропроцессора.

Архитектура микропроцессора – принцип его внутренней организации, общая структура, конкретная логическая структура отдельных устройств.

Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы.

Выделяют понятия: микроархитектура и макроархитектура микропроцессора

tМикроархитектура микропроцессора

Шиной называют группу линий передачи информации, объединенных общим функциональным признаком. В микропроцессорной схеме используется три вида шин: данных, адресов и управления.

Разрядность внутренней шины данных, т.е. количество передаваемых по ней одновременно (параллельно) битов числа соответствует разрядности слов, которыми оперирует микропроцессор.

Очевидно, что разрядность внутренней и внешней шин данных должна быть одной и той же. У восьмиразрядного микропроцессоравнутренняя шина данных состоит из восьми линий, по которым можно передавать последовательно восьмиразрядные слова – байты. Следует иметь в виду, что по шине данных передаются не только обрабатываемые АЛУ слова, но и командная информация. Следовательно, недостаточно высокая разрядность шины данных может ограничить состав (сложность) команд и их число. Поэтому разрядность шины данных относят к важным характеристикам микропроцессора – она в большей мере определяет его структуру.

Шина данных микропроцессора работает в режиме двунаправленной передачи, т.е. по ней можно передавать слова в обоих направлениях, но не одновременно. В этом случае требуется применение специальных буферных схем и мультиплексного режима обмена данных между микропроцессором и внешней памятью. Мультиплексный режим (multiple – многократный, множественный) - режим одновременного использования канала передачи большим числом абонентов с разделением во времени средств управления обменом.

Мультиплексор – устройство, которое выбирает данные от одного, двух (или более) входных информационных каналов и подает эти данные на свой выход. Схема мультиплексора состоит из двухвходовых логических элементов «И – ИЛИ», управляемых распределителем импульсов.

Демультиплексор – устройство, выполняющее противоположную мультиплексору функцию: подает данные, подводимые к его входу, на один (или более) выходной информационный канал.

Мультиплексоры и демультиплексоры позволяют компоновать из микропроцессорных элементов ЭВМ для любой длины машинного слова.

t Арифметико-логическое устройство

Арифметико-логическое устройство выполняет основную работу по переработке информации, хранимой в оперативной памяти, в нем выполняются арифметические и логические операции.

Обычно это устройство выполняет по командам несколько простейших операций: сложение, вычитание, сдвиг, пересылку, логическое сложение (ИЛИ), логическое умножение (И), сложение по модулю 2.

Кроме того, арифметико-логическое устройствовырабатывает управляющие сигналы, позволяющие ЭВМ автоматически выбирать путь вычислительного процесса в зависимости от получаемых результатов.

Арифметико-логическое устройство формирует по двум входным переменным одну выходную, выполняя заданную функцию (сложение, вычитание, сдвиг и т.д.). Выполняемая функция определяется микрокомандой, получаемой от устройства управления.

Так же оно содержит в своем составе устройство, хранящее характеристику результата выполнения операции над данными, называемое флаговым регистром или регистром флагов. Отдельные разряды этого регистра указывают на равенство результата операции нулю, знак результата операции (+ / -), правильность выполнения операции (наличие переноса за пределы разрядной сетки или переполнения). Программный анализ флагов позволяет производить операции ветвления программы в зависимости от конкретных значений данных.

Дата добавления: 2015-04-25