Тема 18.
Структура процессора.
Схематично структура процессора дана на следующем рисунке:
Процессор подразделятся на несколько подсистем.
Основой функционирования процессора является регистр
(ячейка памяти) Program counter (PC). В PC загружается
первый адрес программы (нулевой во время начала работы
процессора). Каждый такт дальнейшей работы число в PC
увеличивается на единицу, если программа не предусматривает
его загрузку другим числом. Число в PC является адресом
и непосредственно выходит на адресную шину. Управляется
течение программы и доступ к памяти внутренней логикой
управления процессора (core logic). Для выполнения
арифметических и логических вычислений задействуется
арифметическо - логическое устройство (ALU).
На следующем рисунке дана структура микропроцессора 8051:
Для хранения данных обрабатываемых процессором, системной
конфигурации и состояния текущей команды присутствует
некоторое количество регистров. Они подразделяются на
1.регистры данных (общего назначения),
например: аккумулятор, адресный регистр. 2.Регистры конфигурации
3.Флаговый регистр (регистр текущего состояния операции
- регистр признаков)
Дополнительно, специальной частью процессора является
схема управления прерываниями.
Все операции процессора проходят при наличии
тактового сигнала и стабильного напряжения питания.
Рассмотри простые операции процессора:
1. Операция считывания (immediate).
С адреса PC считывается команда (OPCODE), которая
находится по адресу в PC. Она загружается и распознается
ядром как команда (OPCODE immediate) считывания.
PC увеличивается на 1. С адреса PC считывается OPERAND
(данные сопутствующие команде). Ядро переносит это данное
в один из внутренних регистров.
Команда считывания (immediate) окончена.
2. Операция считывания (direct).
С адреса в PC считывается команда (OPCODE direct).
Считывается операнд. В этом случае операнд содержит адрес,
по которому нужно считать данное. Ядро загружает адрес в PC
и считывает данное, которое ядро переносит во внутренние
регистры.
3. Операция считывания (indirect).
С адреса PC считывается команда (OPCODE indirect).
Далее считывается операнд в котором находится адрес ячейки,
откуда считать адрес, по которому находится искомое данное.
Считывается этот адрес (адрес ячейки с данным) и
загружается в PC. Следует обращение по этому адресу
и считывается искомое данное.
Арифметическая команда
Так же, как и у команд считывания данные у арифметических
команд могут считываться либо сразу в виде операнда,
либо из внутренних регистров процессора, либо с внешней
памяти по адресам.
Эта команда выполняется с помощью АЛУ (ALU)
и её результат загружается во внутренний специальный
регистр процессора под названием аккумулятор.
bermanalexandr@gmail.com
Телефон администратора этой странички: +7 9827458948.