Блок управления.

Координирует работу всех блоков процессора и системы в целом. С его помощью формируются управляющие сигналы, необходимые для организации обмена данными с внешними устройствами и обеспечивается выборка команд программы из памяти. В целом блок управления выполняет следующие действия:

1. считывает и запоминает текущую команду;
2. формирует адрес следующей команды;
3. реализует выполнение по тактам алгоритма поступившей команды;
4. управляет обменом информацией с внешними устройствами по системной шине.

Состоит из регистра команд (РгК), дешифратора команд (ДшК), и блока формирования управляющих сигналов (БФУС). Управляющие сигналы с выходов БФУС поступают на управляющие входы других блоков процессора, настраивая их на выполнение определенных микроопераций. В состав блока управления также включают программно доступные счетчик команд PC (Program Counter) и указатель стека SP (Stack Pointer). Счетчик PC (его другое название Instruction pointer – указатель команд IP) предназначен для адресации команд программы. Т.е. после выборки из памяти очередной команды в данном регистре записывается адрес следующей команды, которую необходимо выполнить.

Выполнение любой команды делится на три фазы:

─ выборка;

─ декодирование -;

─ выполнение.

На этапе выборки происходит считывание команды из памяти и пересылка её в микропроцессор. Адрес считываемой команды берется из IP. Команда содержит полную информацию о самой операции и операндах. Формат команды может меняться в зависимости от аппаратной составляющей. Общим является, что любая команда состоит из кода операции и адресной части. Код операции однозначно определяет тип выполняемой операции. Адресная часть указывает на адреса ячеек к которым необходимо обратиться при выполнении операции (например адреса операндов).

Команды могут состоять из одного или нескольких байтов. Код операции всегда записывается в первом байте. Код операции текущей команды записывается в РгК.

В фазе декодирования содержимое РгК с помощью ДшК преобразуется в управляющее слово.

После выборки и дешифрования команды ОБ в декодированном виде получает информацию о том, какую операцию он должен выполнить, где в памяти расположены необходимые данные, куда необходимо передать результат и где расположена следующая команда.

В фазе выполнения БФУС вырабатывает последовательности управляющих сигналов, обеспечивающих выполнение операции, заданной в команде.

Работа всех составляющих элементов процессора синхронизирована тактовыми импульсами. Частота этих импульсов (тактовая частота) определяет быстродействие процессора. Каждый узел ОБ за один такт может выполнить одну элементарную операцию, называемую микрооперацией. В некоторые такты в различных узлах ОБ могут выполняться одновременно несколько микроопераций. Настройка ОБ на выполнение одной из возможных микроопераций осуществляется с помощью сигналов поступающих на его управляющие входы. Набор сигналов (вектор сигналов управления) вырабатывает БФУС. Совокупность одновременно выполняемых микроопераций называется микрокомандой. Команда в общем случае состоит из нескольких микрокоманд. Последовательность микрокоманд составляющих команду называется микропрограммой команды.

Дата добавления: 2015-07-14