Устройства управления процессорами.

Устройства управления процессорами реализуют управление кодом вычислительного процессора, обеспечивая автоматическое выполнение команд программы.

Команда- последовательность операций.

Структурная модель устройства управления.

Регистр команды

Флаги

Тактовый импульс

Внутренние сигналы управления

Внешние сигналы управления

УУ

Оповещающие сигналы

Тактовый импульс обозначает границы машинных тактов процессора.

Регистры команд содержат двоичный код той команды, которая подлежит выполнению.

Флаги необходимы для оценки состояния процессора и результата предыдущих операций (используются при выполнении команд передачи и управления).

Оповещающие сигналы обеспечивают передачу в устройства управления запросов прерываний, сигналов подтверждений и т.п.

Управляющие сигналы формируются устройством управления для инициирования выполнения требуемых действий от других устройств процессора ЭВМ.

В современных ЭВМ реализуется принцип микропрограммного управления:

• любая операция, реализуемая ЭВМ, рассматривается как последовательность элементарных действий, называемых микрооперациями (выполнение микрооперации не превышает 1 такта);

• для управления порядком следования микроопераций используется логическое условие, которое в зависимости от результатов выполнения предыдущих микроопераций могут значения 0 или 1;

• процесс выполнения команды записывается в виде алгоритма, представленного в терминах микроопераций и логических условий- микропрограммы.

Микропрограммы могут определять порядок проверки логических условий, следований микропрограмм, необходимых для выполнения команды.

Совокупность микропрограмм для всех команд- firmware.

В составе устройства управления будет присутствовать устройство, называемое микропрограммным автоматом, отвечающее за выполнение микропрограмм (МПА).

Тактовый импульс

Флаги

Регистр команды

МПА

УПП

Блок формирования адреса

Регистр адреса операнда

Регистр адреса команды

Оперативная память

Оповещающие сигналы

Сигналы управления

Управляющая часть

Адресная часть

Устройство управления состоит из управляющей и адресной частей. Управляющая часть координирует работу всех узлов ЭВМ: своей адресной части, арифметико- логического устройства, оперативной памяти и внешних устройств.

Регистры команд входят в состав управляющего устройства. Регистры команд служат для размещения кода команды.

МПА (микропрограммный автомат) вырабатывает управляющие сигналы в соответствии с микропрограммами.

УПП (узел прерываний и приоритетов) позволяет реагировать на сигналы от внешних устройств (запросы на обслуживание).

Адресная часть обеспечивает формирование адреса следующей команды и адресов операндов, необходимых для выполнения текущей команды.