Организация однопроцессорных эвм.
Компоненты ЭВМ связаны между собой системной магистралью (шиной, каналом). СМ это не только набор проводников реализующих связь между компонентами, но и алгоритмы, и протоколы обмена, правила интерпретации сигналов, которые реализуются управлением микросхемами магистрали.
Существует трехшинная и двухшинная магистраль.
Рис. Трехшинная магистраль.
На физическом уровне микропроцессор взаимодействует с памятью и системой ввода-вывода через единый набор системных шин - внутрисистемную магистраль. Она, в общем случае состоит из:
- шины данных DB (Data Bus), по которой производится обмен данными между ЦП, памятью и системой ВВ;
- шины адреса AB ( Address Bus), используемой для передачи адресов ячеек памяти и портов ВВ, к которым осуществляется обращение;
- шины управления CB (Control Bus), по которой передаются управляющие сигналы, реализующие циклы обмена информацией и управляющие работой системы.
Этот же набор шин применяется для организации канала ПДП. Магистраль такого типа носит название демультиплексной или трехшинной с раздельными шинами адреса и данных.
Мультиплексирование – одним и тем же каналом пользуется несколько устройств. В некоторых микропроцессорах с целью сокращения ширины физической магистрали вводят совмещенную шину адреса-данных AD (Address/Data Bus), по которой передаются как адреса так и данные. Этап передачи адресной информации отделен по времени от этапа передачи данных и стробируется специальным сигналом ALE (Address Latch Enable), который включен в состав CB. Данную магистраль обычно называют мультиплексной или двухшинной с совмещенными шинами адреса и данных.
PCI
Основные устройства входящие в эвм.
АЛУ – арифметико-логическое устройство.
PSW – регистр слова состояния процессора.
Б – буфер АЛУ.
РК – регистр команд.
ДКО – дешифратор кода состояния.
СУ – система управления.
СК – счетчик команд.
УС – указатель стека.
РОН 0 – РОН N – регистры общего назначения.
РД – регистр данных.
РАП – регистр адреса памяти.
АЛУ предназначен для выполнения арифметических и логических операций, имеет два входа и один выход.
RISC – сокращенный набор команд.
CISC – расширенный набор команд.
PSW, в него записывается текущее состояние ЦП. Размытость соответствует размерности ЦП. Разрядность PSW часто называют флагами.
N |
Z |
V |
C |
1 |
1 |
1 |
1 |
N – отрицательный результат.
Z – нулевой результат.
V – переполнение разрядной сетки.
C – перенос единицы в знаковый разряд.
PK представляет собой регистр-защелку, к котором хранится код текущей выполняемой программы на время ее выполнения.
ДКО вместе с СУ в зависимости от кода команды формирует набор управляющих сигналов поступающих как на шину управления, так и на используемый ЦП.
СК содержит адрес очередной выполняемой команды, по которой она хранится в памяти. После выбора команды из памяти и занесения ее в регистр команд значение счетчика команд автоматически увеличивается (это означает, что он содержит адрес следующей выполняемой команды).
УС содержит адрес верхушки стека. При занесении данных в стек автоматически, как правило, уменьшается, указывая на следующий свободный элемент стека.
РОН обычно не имеют конкретного функционального назначения и используются как сверхоперативная память. Рост числа таких регистров привел к появлению КЭШ памяти. В ряде процессоров РОНы могут выделяться для выполнения конкретных целей и выполнять функцию такого же счетчика СК команд, УС, индексного регистра и т.д.
Лекция № 4