Arhitectura microprocesoarelor Cap.2 [632109]

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU12. STRUCTURA UNUI NUCLEU DE 2. STRUCTURA UNUI NUCLEU DE µµPPDE UZ GENERAL, CISCDE UZ GENERAL, CISC
2.1. Pasul 1 de detaliere: registrul de date 2.1. Pasul 1 de detaliere: registrul de date șși registrul de adresei registrul de adrese

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU22.2. Pasul 2 de detaliere: registrele generale2.2. Pasul 2 de detaliere: registrele generale

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU32.3. 2.3. Pasul 3 de Pasul 3 de detaliere: unitateadetaliere: unitatea aritmetică de procesare aritmetică de procesare

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU4

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU52.4. 2.4. Pasul 4 de Pasul 4 de detaliere: unitateadetaliere: unitatea de control al adresării memoriei de control al adresării memoriei

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU6

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU7Organizare liniară a memorieiOrganizare liniară a memoriei
(PC) (PC) AF AF instrucinstruc țțiune curentăiune curentă

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU8(SP) (SP) AF AF bază stivăbază stivă
(SP) (SP) AF AF a vârfului stivei curentea vârfului stivei curente
(IX) (IX) AF AF bază tabloubază tablou
AF AF element din tablouelement din tablou(IX) + (IX) + dispdisp

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU92.5. Pasul 5 de detaliere: unitatea de control al 2.5. Pasul 5 de detaliere: unitatea de control al µµPP
FuncFunc țțiile Unităiile Unită țții de Control al Microprocesoruluiii de Control al Microprocesorului
– desfă desfă șșurarea urarea „î„în span spa țțiuiu””
– desfă desfă șșurarea urarea îîn timpn timp
Formatul instrucFormatul instruc țțiunilor:iunilor:
DesfăDesfă șșurarea urarea îîn timp:n timp:
–cicluri macicluri ma șșinăină
– stări stări…
…
[cod instr. ]
[data h  adr h
[data l  adr l]
[cod instr. ]
cod instr.
…
…

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU10ExempluExemplu :: (A) (A) ((R1) ((R1) (R2)) + ((R3) (R2)) + ((R3) (R4))(R4))
1.1. 1.1.1.1. (RA) (RA) (PC)(PC)
READREAD
1.2.1.2. (PC) (PC) (PC) + 1(PC) + 1
1.3.1.3. (RD) (RD) ((RA))((RA))
1.4.1.4. (RI) (RI) (RD)(RD)
1.5.1.5. decodificaredecodificare
2.2. 2.1.2.1. (RA) (RA) (R1) (R1) (R2)(R2)
READREAD
2.2.2.2. (RD) (RD) ((RA))((RA))
2.3.2.3. (A) (A) (RD)(RD)
3.3. 3.1.3.1. (RA) (RA) (R3) (R3) (R4)(R4)
READREAD
3.2.3.2. (RD) (RD) ((RA))((RA))
3.3.3.3. (A) (A) (RD) + (A)(RD) + (A)

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU11

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU12 Vr1 Vr2 Vr3 Vr4 A1r A2r V_RD V_A V1UAL V2UAL V1F V2F V_PC V_SP A1MUX1 A2MUX1 A1MUX2 A1MUX3 A1MUX4 A1MUX5 A2MUX5 Vdecod V_RA V_RI
(RA)  (PC) x x x x x x 0 x x x x x 1 0 x x x x x 0 1 0 1 0
(PC)  (PC) + 1 x x x x x x x x x x x x 1 0 x x 1 x x x x 0 0 0
(RD)  ((RA)) 0 0 0 0 x x 1 0 0 0 x x 0 0 x x x x x x x 0 0 0
(RI)  (RD) 0 0 0 0 x x 1 0 0 0 x x 0 0 x x x x x x x 0 0 1
decodificare x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 1 x 1
(RA)(R1)(R2) 1 1 0 0 0,1 0,0 0 0 0 0 x x 0 0 x x x x x 1 1 0 1 0
(RD)  ((RA)) 0 0 0 0 x x 1 x 0 0 x x 0 0 x x x x x x x 0 0 0
(A)  (RD) 0 0 0 0 x x 1 1 0 0 x x 0 0 x x x x x x x 0 0 0
(RA)(R3)(R4) 0 0 1 1 0,1 1,1 0 0 0 0 x x 0 0 x x x x x 1 1 0 1 0
(RD)  ((RA)) 0 0 0 0 x x 1 x 0 0 x x 0 0 x x x x x x x 0 0 0
(A)  (RD) + (A) 0 0 0 0 x x 1 1 0 1 0 0 0 0 x x x x x x x 0 0 0

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU13

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU142.6. Organizarea func2.6. Organizarea func țțională a unui microprocesor pe ională a unui microprocesor pe 16 sau 32 bi16 sau 32 bi țți tipici tipic

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU15FuncFunc țții:ii:
UEUE
– prelucrează operanzii prelucrează operanzii ;;
–conconțține registrele generale ine registrele generale șși ALU;i ALU;
– acceptă informa acceptă informa țțiile aferente instruciile aferente instruc țțiunilor deja aduse de către iunilor deja aduse de către UIMUIM;;
–primeprime șște operanzii de la te operanzii de la UIMUIM;;
–trimite rezultatele la trimite rezultatele la UIM;UIM;
–conconțține unitatea de control al microprocesorului.ine unitatea de control al microprocesorului.
UIMUIM
– furnizează furnizează (calculea(calculea zăză) adrese pentru instruc) adrese pentru instruc țțiuni iuni șși date;i date;
–aduce instrucaduce instruc țțiuni din memoria de program iuni din memoria de program șși le stochează i le stochează îîntrntr–o coadăo coadă ;;
–îîntrerupe umplerea cozii de instrucntrerupe umplerea cozii de instruc țțiuni când se impune aducerea operanzilor sau iuni când se impune aducerea operanzilor sau
trimiterea rezultatelor;trimiterea rezultatelor;
– realizează structurarea logică a memoriei realizează structurarea logică a memoriei (de (de pildăpildă : o: organizarea segmentată a rganizarea segmentată a
memoriei).memoriei).

Arhitectura microprocesoarelor Cap.2
©Corneliu BURILEANU16Noile atribute:Noile atribute:
–mai multe procesoare care lucrează mai multe procesoare care lucrează îîn paralel, cu funcn paralel, cu func țții distincte;ii distincte;
–coada de instruccoada de instruc țțiuniiuni
–versatilitatea funcversatilitatea func țțiilor registrelor: iilor registrelor: „„registre multifuncregistre multifunc țționaleionale ””::
registre dedicate registre dedicate registre multifuncregistre multifunc țționale ionale ––funcfunc țții impliciteii implicite
–funcfunc țții alternativeii alternative
–unitate de calcul al adreselorunitate de calcul al adreselor
– structurarea logică a memoriei structurarea logică a memoriei