КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

НА ТЕМУ: «РАЗРАБОТКА RISC ПРОЦЕССОРА С МИКРОПРОГРАММНЫМ УСТРОЙСТВОМ УПРАВЛЕНИЯ»

ЧТО ТАКОЕ ПРОЦЕССОР

•Центральный процессор — это мозг компьютера. Его задача — выполнять программы, находящиеся в основной памяти. Для этого он вызывает команды из памяти, определяет их тип, а затем выполняет одну за другой.

• Процессор состоит из нескольких частей. Блок управления отвечает за вызов команд из памяти и определение их типа. Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические операции (например, сложение) и логические

операции (например, логическое И).

•Внутри центрального процессора находится быстрая память небольшого объема для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления. Эта память состоит из нескольких регистров, каждый из которых выполняет определенную функцию.

• Большинство современных процессоров основаны на принципах фон-неймановской вычислительной машины.

•Тракт данных состоит из регистров (обычно от 1 до 32), арифметико-логического устройства (АЛУ) и нескольких соединительных шин.

Содержимое регистров поступает во входные регистры АЛУ, которые обозначены буквами A и B. В них находятся входные данные АЛУ, пока АЛУ производит вычисления. Тракт данных — важная составная часть всех компьютеров.

Центральный процессор выполняет каждую команду за несколько шагов. Он делает следующее:

•1. Вызывает следующую команду из памяти и переносит ее в регистр команд.

•2. Меняет положение счетчика команд, который после этого указывает на следующую команду.

•3. Определяет тип вызванной команды.

•4. Если команда использует слово из памяти, определяет, где находится это слово.

•5. Переносит слово, если это необходимо, в регистр центрального процессора. 

•6. Выполняет команду.

•7. Переходит к шагу 1, чтобы начать выполнение следующей команды.

Такая последовательность шагов (выборка — декодирование — исполнение) является основой работы всех компьютеров.

•Каждый процессор имеет собственный вполне определенный набор команд, называемый системой команд процессора.

•Система команд процессора характеризуется тремя аспектами: форматами, способами адресации и системой операций.

•Под форматом команды следует понимать длину команды, количество, размер, положение, назначение и способ кодировки ее полей.

• Способ адресации определяет, каким образом следует использовать информацию, размещенную в поле адреса команды.

•Все операции, выполняемые в командах ЭВМ, принято делить на 4 класса:

•Арифметико-логические и специальные

•Пересылки и загрузки

•Ввода/вывода

•Передачи управления

•В функциональном и структурном отношении процессор удобно представить разделенным на две части: операционное устройство и управляющее устройство

•Операционное устройство (ОУ) служит для хранения слов информации, выполнения набора микроопераций и вычисления значений логических условий

•Управляющее устройство (УУ) генерирует последовательность управляющих сигналов {y}, обеспечивающую выполнение в операционном автомате заданной последовательности элементарных действий, которая реализует алгоритм выполняемой операции.

•В зависимости от способа хранения микропрограмм различают управляющие автоматы:

•с жесткой логикой;

•с гибкой логикой.

•В управляющем автомате с жесткой логикой вся логика переходов и выработки управляющих сигналов определяется жесткой структурой комбинационной схемы.

•В управляющих автоматах с гибкой логикой микропрограммы хранятся в запоминающем устройстве.