Интерфейс-

ный блок

Адресный блок

Система связи между блока- ми, как правило, централизо- ванная (магистральная), что да- ёт возможность разнообразных межрегистровых пересылок ин- формации. Магистраль представляет собой систему шин.

Шиной называется часть линий (электрических цепей), сгруппированных по функцио- нальному назначению.

Выделяют следующие магистральные шины: шины адреса, данных и управления.

Операционный блок производит приём из внешней среды операндов, их хранение и преобразование, а также выдачу результата во внешнюю среду.

В простейшем случае операционный блок содержит АЛУ и ряд специальных регистров: аккумулятор, регистры временного хранения операндов и регистр признаков (флагов).

В более сложных МП операционный блок может включать аппаратный умножитель, сдвигатель и прочие схемы для аппаратной поддержки команд деления, операций с плавающей запятой и т.д.

Основной функцией блока управления является приём команд, их декодирование и формирование сигналов управления другими блоками МП.

Управление операционным блоком может осуществляться на уровне микрокоманд, а остальными блоками – посредством сигналов тактирования и синхронизации.

Важнейшей функцией блока управления является обработка прерываний.

Блок управления содержит регистры и счётчики, предназначенные для временного хранения управляющей информации: регистры, хранящие информацию о состоянии МП, регистр-счётчик адреса команды -–счётчик команд, счётчики тактов, регистр запросов прерывания и др.

Адресный блок определяет способы адресации и объём адресуемой памяти.

Многообразие способов адресации обусловлено невозможностью прямого указания адресов операндов при достаточно большом объёме памяти (1 Мбайт и более).

Так, для задания каждого адреса в коде команды потребовалось бы более 20 разрядов.

Кроме того, различные методы формирования адресов обеспечивают удобство при работе с процедурами последовательной выборки данных из таблиц и массивов, а также с алгоритмами, требующими вычисления адресов.

Для реализации различных методов адресации в адресном блоке используется ряд регистров: индексные, базы, смещения, сегментные и др.

Над содержимым этих регистров могут выполняться операции инкремента (увеличение на 1), декремента (уменьшение на 1), сложения, сравнения и некоторые другие.

Шина адреса блока используется для адресации внешней памяти и внешних устройств.

Блок регистров является внутренней памятью МП небольшой ёмкости, но, по сравнению с внешней оперативной памятью, более высокого быстродействия.

Регистры этого блока являются многофункциональными и могут использоваться в качестве накопительных, индексных, указателей стека, как буферные для хранения обрабатываемой информации, для автоинкрементной и автодекрементной адресации.

Поэтому блок регистров называется регистрами общего назначения (РОН).

РОН программно доступны, т.е. их адреса явно указываются в кодах команд.

Блок системной магистрали связывает внутреннюю магистраль с внешней шиной данных, управляет буферами данных или усилителями приёма и выдачи информации на совмещённые выводы адресов и данных.

По шине данных передаются числа и команды, с которыми работает МП.

Интерфейсный блок объединяет управляющие сигналы и осуществляет управление обменом информацией между МП и устройствами, расположенными на системной магистрали.

Кроме того, этот блок осуществляет арбитраж при операциях прямого доступа в память, а также приём и предварительную обработку запросов на прерывание.

Рассмотренная совокупность блоков может размещаться на одном кристалле СБИС – тогда говорят об однокристальных МП. Эти приборы в наибольшей мере воплощают достоинства МП, используют самые современные технологии и архитектуру, обеспечивают чрезвычайно широкие функциональные возможности и высокое быстродействие.

Однако если требования задачи хотя бы незначительно превосходят их возможности, эффективность применения однокристальных МП резко снижается.

Отдельные блоки МП могут быть размещены на разных БИС, что соответствует секционным МП, на основе которых строятся специализированные вычислители.