- •Лекция 1. Микропроцессоры. Основные определения, классификация, закономерности развития, области применения, обобщенная структура.
- •Обобщенная структура микропроцессора
- •Лекция 2. Арифметико-логическое устройство (алу). Структура, подход к проектированию, основные уравнения работы алу.
- •Лекция 3. Организация цепей переноса в пределах секции алу. Наращивание разрядности, схема ускоренного переноса. Примеры использования алу.
- •Последовательный перенос.
- •Параллельный перенос.
- •Лекция 4. Регистровое арефметикологическое устройство. Базовая структура микропроцессора.
- •Лекция 5. Однокристальный ралу.
- •Лекция 6. Устройства управления.
- •Регистровый алу разрядномодульного типа.
- •Горизонтальное микропрограммирование.
- •Вертикальное микропрограммирование.
- •Вертикально-горизонтальное программирование.
- •Лекция 10. Минимализация потерь на выполнение команд перехода.
- •Классификация систем памяти.
- •Принцип построения кеш-памяти.
- •Типовые структуры микросистем
- •Лекция 16. Синхронный и асинхронный обмен микропроцессора с внешним устройством
- •Классификация архитектур параллельных вычислительных систем.
- •Систолические системы
- •Кластерные системы
- •Архитектуры машин, управляемых потоком данных
- •Структура машины Дэнниса
Регистровый алу разрядномодульного типа.
Наращивание разрядности производится только аппаратным путем.
Обозначения сигналов – аналогичны предыдущим
Пример:
№ |
Операция |
|
M |
|
|
A |
ADR |
W/R |
|
1 |
Запись инф. от внешнего устройства в рег. А |
X X X X |
X |
|
0 |
X |
X |
1 |
0 0 0 1 |
2 |
Выпол. арифметические и логические операции над содержимым регистра А и В с разм. результ. в БРОН и регистр С
|
|
M |
|
X |
X |
ADR |
0 |
1 0 0 0 |
3 |
Сложение 2-х операндов которые находятся в БРОН по адресам и с рахмещением рез. По адресу |
X X X X X X X X 1 0 0 1 |
X X 1 |
|
X X X
|
0 0 X |
|
1 1 0 |
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 |
Лекция 6. Устройства управления.
Определение: устройства управления обеспечивают формирование управляющих сигналов для всех операционных устройств в зависимости от поступившей команды и внешних условий характеризующих систему.
Рис. 6.1. Процесс формирования управляющих сигналов
Основное требования устройств управления:
1.Устройство управления должно формировать полную совокупность управляющих сигналов Y
2. Количество состояний автомата моделирующего работу устройства управления, должно быть не меньше числа микрокоманд, подлежащих реализации
3. Должно быть обеспечена возможность произвольной выборки микрокоманд, в зависимости от управляющих кодов Q
4. Должна быть обеспечена возможность модификации последовательности микрокоманд в зависимости от внешних условий Q
Существуют 2 способа реализации устройств управления
1. На жесткой логике (устройство управления представляет собой набор операционных схем)
Для каждой операции задаваемой кодом Q строится набор комбинационных схем, которые в необходимой последовательности формируют соответствующие управляющие сигналы Y. Иными словами строиться конечный автомат в котором необходимое количество состояний реализуются на элементах памяти, а функции перехода реализуются с помощью комбинационных схем
2. Устройства упраления с микропрограммированием. Каждая операция ставиться совокупность данных в управляющей памяти. Одно слово хранящиеся в этой памяти мы будем называть микрокомандами. (С микрокомандным управлением (такое устройство будет работать медленнее, но более гибкое))
Достоинства и недостатки
1. + высокое быстродействие и относительная простота реализации
– невозможность модификации системы в случае изменения структуры команд
2. + легкость модернизации системы путем перепрограммирования управляющей памяти
– более низкое быстродействие по сравнению с устройствами на жесткой логике.
Рис. 6.2. Обобщенная структура устройства управления.
Устройство формирования адреса вырабатывает адрес микрокоманд в зависимости от внешних условий поступающих от операционных устройств и в зависимости от текущей микрокоманды.
Код микрокоманды записывается в регистрах микрокоманд
Рис. 6.3. Регистр команд
Регистр команд
состоит из двух частей – первая
операционная – в ней находиться
управляющий сигнал, вторая часть
адресная, она содержит поле логических
условий
и адрес следующей микрокоманды.
Операционная часть микрокоманды содержит упраляющие сигналы либо в закодированном виде, в этом случае требуется дешифрация, либо непосредственно сигналы Y
Адресная часть содержит поле логических условий. поле логических условий накладывает маску на набор внешних условий от операционного усилителя.
Все это зависит
от результата наложения маски: Если
поле
,
то УФА вырабатывает адрес
,
в противном случае
.
