ЦУУ с микропрограммной логикой

Центральное устройство управления

Центральное устройство управления — это комплекс средств автоматического управления процессом передачи и обработки инфы. ЦУУ производит управляющие сигналы (УС), нужные для выполнения всех операций, предусмотренных системой команд, также координирует работу всех узлов и блоков ЭВМ. В связи с этим можно считать ЦУУ преобразователем первичной командной инфы, представленной программкой решения задачки ЦУУ с микропрограммной логикой, во вторичную командную информацию, представляемую управляющими сигналами.

Модель устройства управления (УУ) представлена на рис. 1.


Рис.1 Модель устройства управления

Для выполнения собственных функций УУ обязано иметь входы, дозволяющие найти состояние управляемой системы, и выходы, через которые осуществляется управление поведением системы.

Входной информацией для УУ служат:

- тактовые импульсы. С каждым тактовым ЦУУ с микропрограммной логикой импульсом УУ инициирует выполнение одной либо нескольких микроопераций;

- код операции (КОП) текущей команды поступает из регистра команды и употребляется, чтоб найти, какие микрооперации должны производиться в течение машинного цикла;

- флаги. Требуются устройству управления для оценки состояния микропроцессора и результата предыдущей операции, что нужно для выполнения команд условного перехода;

- сигналы из системной ЦУУ с микропрограммной логикой шины. Часть сигналов системной шины, обеспечивающая передачу в УУ запросов прерывания, подтверждений и т. п.

В свою очередь, УУ сформировывает последующую выходную информацию:

- внутренние сигналы управления– эти сигналы действуют на внутренние схемы микропроцессора и относятся к одному из 2-ух типов:

1) сигналы управления перемещением данных меж регистрами микропроцессора;

2) сигналы ЦУУ с микропрограммной логикой, определяющие функции операционного устройства микропроцессора;

- сигналы в системную шину. Управляющие сигналы в память и управляющие сигналы в модули ввода/вывода.

В общем случае ЦУУ сформировывает управляющие сигналы для реализации последующих функций:

¨ подборки из памяти кода очередной команды;

¨ расшифровки кода операции и признаков избранной команды;

¨ ЦУУ с микропрограммной логикой; подборки операндов и выполнения машинной операции;

¨ обеспечения прерываний при выполнении команд;

¨ формирования адреса последующей команды;

¨ учета состояний других устройств машины;

¨ инициализации работы контроллеров (каналов) ввода-вывода;

¨ организации контроля работоспособности ЭВМ.

В обобщенной структуре УУ можно выделить две части: управляющую и адресную.

Управляющая часть УУ создана ЦУУ с микропрограммной логикой для координации работы операционного блока ВМ, адресной части УУ, основной памяти и других узлов ВМ.

В состав управляющей части входят:

- регистр команд (РК), состоящий из адресной и операционной частей;

- микропрограммный автомат;

- узел прерываний и ценностей.

Регистр команд предназначен для приема очередной команды из ЗУ. Микропрограммный автомат на основании расшифровки операционной ЦУУ с микропрограммной логикой части команды производит определенную последовательность микрокоманд, вызывающих выполнение всех мотивированных функций УУ.

Узел прерываний и ценностей позволяет реагировать на разные ситуации, связанные как с выполнением рабочих программ, так и с состоянием ВМ.

Адресная часть УУ обеспечивает формирование адресов команд и исполнительных адресов операндов в основной памяти.

Адресная часть содержит ЦУУ с микропрограммной логикой в себе:

- операционный узел УУ;

- регистр адреса;

- счетчик команд.

Регистр адреса употребляется для хранения исполнительных адресов операндов, а счетчик команд для формирования и хранения адресов команд. Содержимое этих регистров посылается в регистр адреса основной памяти для подборки операндов и команд соответственно. Операционный узел УУ обрабатывает адресные части команд ЦУУ с микропрограммной логикой, формируя исполнительные адреса операндов, также подготавливает адресок последующей команды при выполнении команд перехода.

К главным чертам ЦУУ следует отнести:

- метод построения цикла работы ЦУУ и ЭВМ в целом;

- метод синхронизации узлов и блоков ЭВМ.

- общая организация управления ЭВМ;

- принцип формирования и развертывания временной последовательности управляющих сигналов;

По методу построения рабочего ЦУУ с микропрограммной логикой цикла различают ЦУУ:

¨ с прямым циклом,

На первом шаге делается подборка из памяти команды, а потом следуют этапы выполнения машинной операции.

¨ с обращенным циклом,

Сначала выдаются управляющие сигналы для выполнения машинной операции по коду команды, поступившей в ЦУУ на прошлом цикле (предвыборка команд), а потом ЦУУ с микропрограммной логикой из памяти выбирается код команды, которая будет исполняться в последующем цикле.

¨ с совмещением во времени циклов выполнения нескольких команд (сборочным потоком команд).

По методу синхронизацииработы ЭВМ зависимо от числа тактов в цикле выполнения команды различают ЦУУ:

¨ с неизменным числом тактов;

¨ с переменным числом тактов.

В микропрограмме рабочего цикла выделяют ЦУУ с микропрограммной логикой общую и специальную части. К общей части относятся микрокоманды, исполняемые в цикле хоть какой команды: подборка команды, анализ запросов на прерывание, формирование адреса последующей команды, анализ состояния микропроцессора. Эти микрокоманды производятся за неизменное число тактов.

К специальной части относятся микрокоманды, по которым вырабатываются управляющие сигналы зависимо от содержания операционной ЦУУ с микропрограммной логикой части исполняемой команды. В данном случае количество тактов будет переменным для разных команд. В современных ЭВМ с различной структурой применяемых команд, число тактов находится в зависимости от формата избираемой команды, структуры ее адресной части и длины операндов.

По общей организацииуправление может быть:

¨ централизованным

Блок управления ЦУУ производит все управляющие ЦУУ с микропрограммной логикой сигналы микроопераций для всех команд, выполняемых микропроцессором;

¨ смешанным

Используются в микропроцессорах, операционные и другие устройства которых имеют собственные узлы местного управления. Тогда блок управления ЦУУ, кроме сигналов микроопераций, производит так же сигналы для блоков местного управления;

По принципу организации цикловразличают ЦУУ:

¨ синхронного типа, в каких ЦУУ с микропрограммной логикой время цикла может быть неизменным либо переменным;

¨ асинхронного типа, в каких длительность цикла определяется фактическими затратами времени на выполнение каждой операции. В данном случае нужно производить сигналы об окончании операции;

¨ смешанного типа, где отчасти реализуются оба прошлых принципа организации циклов.

По принципу формирования микрокоманд УУ различают микропрограммные автоматы

¨ с жесткой ЦУУ с микропрограммной логикой либо аппаратной логикой;

¨ с программируемой логикой.

ЦУУ с жесткой логикой.

Управляющее устройство с жесткой логикой (аппаратный тип)– представляет собой логическую схему, точнее совокупа логических схем, вырабатывающих распределенные во времени многофункциональные управляющие сигналы. Поменять логику работы у таких управляющих автоматов можно, только переделав схему. Огромное количество состояний ЦУУ с микропрограммной логикой таких управляющих автоматов задается набором запоминающих частей (ячеек памяти), а функции переходов и выходов – реализуются набором логических частей. При синтезе таких управляющих автоматов используются законы алгебры логики.

ЦУУ с микропрограммной логикой

Процесс функционирования ВМ состоит из последовательности простых действий в ее узлах. Такие простые преобразования инфы, выполняемые в течение 1-го ЦУУ с микропрограммной логикой такта сигналов синхронизации, именуются микрооперациями.

Совокупа сигналов управления, вызывающих сразу выполняемые микрооперации, образует микрокоманду.

В свою очередь последовательность микрокоманд, определяющую содержание и порядок реализации машинного цикла, принято именовать микропрограммой.

В управляющих автоматах с микропрограммной логикой каждой выполняемой машинной операции ставится в соответствие микропрограмма, хранимая в специальной памяти микропрограмм.

Итак ЦУУ с микропрограммной логикой, любая микропрограмма - это определенная последовательность микрокоманд. Микрокоманда содержит операционную и адресную части.

Операционная часть микрокоманды содержит информацию о микрооперациях, выполняемых в разных блоках ЭВМ в течение 1-го машинного такта под управлением данной микрокоманды. В адресной части микрокоманды находится информация, нужная для формирования адреса последующей микрокоманды.

В автоматах с ЦУУ с микропрограммной логикой программируемой логикой блок управления операциями делает функцию блока хранения и подборки кодов микрокоманд. В машинном такте делается подборка требуемой микрокоманды, выдача сигналов микроопераций, формирование адреса последующей микрокоманды, т.е. микрокоманды после подборки из памяти преобразуются в набор управляющих сигналов.


cvet-i-fon-html-dokumenta.html
cvet-kak-sredstvo-formirovaniya-psihologicheskogo-sostoyaniya-emocionalnoe-vozdejstvie-cveta.html
cvet-odno-iz-svojstv-obektov-materialnogo-mira-vosprinimaemoe-kak-osoznannoe-zritelnoe-oshushenie.html