Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции / Лекции34234.doc
Скачиваний:
85
Добавлен:
21.02.2014
Размер:
287.23 Кб
Скачать

Упрощенная функциональная схема алу

Операнд – это объект в виде значения данных содержимого регистра или ячейки памяти, с которой оперирует команда.

Сумматор – вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее входы двоичных кодов. Имеет разрядность двойного машинного слова.

Регистры – быстродействующие ячейки памяти соответствующей длины.

Регистр 2 – разрядность.

Регистр 1 – двойного слова.

При выполнении операции в регистр 1 помещается первое число. По завершении операции – в нем результат.

В регистре 2 находится второе число и по завершении операции информация в нем не изменяется. Регистр 2 получает информацию с ШД и выдает данные.

Схема управления – принимает по шинам управления управляющие сигналы от УУУ и преобразует их в сигналы для управления регистрами и сумматором.

Аккумулятор – регистр, в котором хранится один из операндов. После выполнения команды в аккумуляторе размещается результат операции.

В 8-разрядных МП аккумулятор принимает участие во всех операциях АЛУ.

В 16-разрядных МП большинство команд выполняется без участия аккумулятора, но в некоторых операциях, таких как ввод, вывод, умножение, деление, аккумуляторы действуют так же, как в 8-разрядных МП.

Регистры предназначены для хранения n-разрядного двоичного числа. Они представляют собой n-триггеров со схемами управления, чтением-записью и выборки. Регистры содержат внутреннюю память МП и используются для хранения промежуточных результатов вычисления.

Указатель команд (программный счетчик – в микроконтроллере):

IP – Instruction Pointer;

PC – Program Counter.

Предназначен для хранения адреса ячейки памяти, которая содержит код команды.

Программа МП записана в памяти в виде последовательности кодов команд. Для перехода к следующей команде содержимое программного счетчика увеличивается на 1 в момент выборки команды из памяти. В конце выполнения команды в счетчике команд хранится адрес следующей команды.

Указатель стека SP – этот регистр, который хранит адрес последней занятой ячейки стека. Стековой памятью называется область памяти, которая организована по принципу «первый пришел, последний вышел».

Регистр команд хранит код команды на протяжении всего времени выполнения команды.

Регистр адреса и регистр данных – хранятся адреса и данные, используемые во время выполнения текущей команды в МП.

Регистр состояния или регистр флагов (регистр признака) – для хранения информации о результате операции в АЛУ и представляет собой несколько триггеров, выходы которых находятся в состоянии нуля или единицы.

Достоинства и недостатки архитектур мп

Архитектура с общей шиной (Фон-Неймоновская) проще, не требует от процессора одновременного обслуживания двух шин, контроля обмена по двум шинам сразу. Наличие единой шины данных и команд позволяет гибко распределять ее объем между кодами данных и команд.

Архитектура с общей шиной применяется в ПК и сложных микрокомпьютерах.

Архитектура с раздельными шинами данных и команд сложнее и заставляет одновременно работать с двумя потоками кодов, обслуживать обмен по обеим шинам одновременно.

Программа размещается только в памяти команд, а данные только в памяти данных. Такая узкая специализация ограничивает круг задач, решаемых системой, т. к. не дает возможности гибкого распределения памяти. Память данных и команд в этом случае имеет небольшой объем, следовательно этот тип архитектуры используется для решения не сложных задач (в основном в однокристальных микроконтроллерах).

Преимущества Гарвардской – быстродействие. Передача информации по обеим шинам происходит параллельно и не зависимо от времени.

Структура шин может быть выбрана оптимальной для конкретной задачи.

Соседние файлы в папке лекции