Практическая работа № 8
Тема: Внутренняя организация процессора. (Описание принципа функционирования микропроцессора).
Цель: Уметь описывать принцип функционирования микропроцессора.
Оборудование: схема микропроцессора.
Порядок выполнения работы:
Ознакомиться с теоретической частью.
Выполнить практическое задание.
Ответить на контрольные вопросы.
Оформить и сдать отчет.
Отчет должен содержать:
Тему работы;
Цель работы;
Оборудование;
Практическое задание;
Ответы на контрольные вопросы.
Практическое задание: Опишите (структурно) принцип работы микропроцессора, используя представленную схему простейшей 8 – разрядной конструкции.
Теория:
Микропроцессор, иначе, центральный процессор – центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Микропроцессор выполняет следующие функции:
чтение и дешифрацию команд из основной памяти;
чтение данных из ОП и регистров адаптеров внешних устройств;
прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;
обработку данных и их запись в ОП и регистры адаптеров ВУ;
выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК.
Все микропроцессоры можно разделить на три группы:
МП типа CISC (Complex Instruction Set Computing) с полным набором команд;
МП типа RISC (Reduced Instruction Set Computing) с сокращенным набором команд;
МП типа MISC (Minimum Instruction Set Computing) с минимальным набором команд и весьма высоким быстродействием.
Структура микропроцессора
Микропроцессор содержит следующие основные блоки:
устройство управления;
арифметико – логическое устройство;
микропроцессорная память;
интерфейсная часть микропроцессора.
Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью системных шин.
В системную магистраль (системную шину) микропроцессорной системы входит три основные информационные шины: адреса, данных и управления.
Устройство управления
Устройство управления является функционально наиболее сложным устройством ПК. Это часть процессора, выполняющая функции управления устройствами. Оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций во все блоки машины. УУ состоит из следующих блоков:
Регистр команд – запоминающий регистр, в котором хранится код команды: код выполняемой операции и адреса операндов, участвующих в операции. Регистр команд расположен в интерфейсной части МП, в блоке регистров команд.
Дешифратор операций – логический блок, выбирающий в соответствии с поступающим из регистра команд кодом операции один из множества имеющихся у него выходов.
Постоянное запоминающее устройство микропрограмм – хранит в своих ячейках управляющие сигналы (импульсы), необходимые для выполнения в блоках ПК операций обработки информации. Импульс по выбранному дешифратором операций в соответствии с кодом операции считывает из ПЗУ микропрограмм необходимую последовательность управляющих сигналов.
Узел формирования адреса (находится в интерфейсной части МП) – устройство, вычисляющее полный адрес ячейки памяти (регистра) по реквизитам, поступающим из регистра команд и регистров МПП.
Кодовые шины данных, адреса и инструкций – часть внутренней интерфейсной шины микропроцессора.