Fondamenti di Architettura del microprocessore

September 30

Fondamenti di Architettura del microprocessore


Inventato nel 1947, i transistor sono stati i primi microprocessori. William Shockley, Walter Brattain e John Bardeen ha ricevuto il premio Nobel per questa invenzione. Un altro premio Nobel, Jack Kilby, del Texas, ha organizzato il gruppo di transistor su una singola piattaforma di inventare il chip integrato (IC). Questo è stato il fondamento su cui sono stati sviluppati i microprocessori. Il microprocessore è un singolo chip che integra le funzioni di una unità centrale di elaborazione (CPU). I produttori utilizzano vari componenti, ma ci sono alcuni componenti di base che tutti i microprocessori contengono.

Aritmetiche e logiche Unità

In questa parte del processore, operazioni aritmetiche e logiche sono calcolati. L'unità aritmetica e logica (ALU) collabora con l'array registro per molte di queste operazioni, in concreto, l'accumulatore e bandiera registri. La ALU ha diversi sotto-componenti per svolgere compiti diversi. porte logiche eseguono l'addizione e la sottrazione, e con alcune altre "vipere", che possono eseguire la sottrazione. processori precedenti utilizzati sia i chip aggiuntivi o un metodo diverso per eseguire moltiplicazioni e divisioni, ma i processori successivi eseguono le operazioni con l'hardware in virgola mobile all'interno della CPU. le operazioni di confronto confrontano valori diversi, di distinta correlazione tra loro. Il registro shift esegue l'operazione spostando in cui i bit vengono spostati all'interno di una parola.

Unità di controllo

Come dice il suo nome, l'unità di controllo gestisce le operazioni della CPU mediante l'emissione di segnali di controllo alle altre parti di processori, istruendoli sul prossimo compito performante. Un decodificatore traduce i segnali ricevuti e determina l'azione successiva. Il timer o un orologio garantire che tutte le operazioni vengono eseguite al momento giusto. Invia segnali alle altre parti della CPU e assicura che l'azione avviene via quando viene rilevato un impulso. circuiti logici di controllo creano i segnali di controllo per informare il ALU e l'array Registro circa l'azione successiva, e cosa fare con i risultati.

Registrati Array

Ogni registro funge da memoria della CPU stessa. È costituita da diversi tipi di registri. Il Program Counter (PC) contiene l'indirizzo della prossima istruzione per garantire la corretta esecuzione. Instruction Register (IR) mantiene l'istruzione corrente nella CPU mentre è decodificato ed eseguito. In questo modo, l'IR accelera il processo di esecuzione. L'accumulatore (A, o ACC) contiene i risultati svolte dalla ALU. Ogni istruzione o dati ottenuti sarà subito spostata nel buffer di registro di memoria (MBR). Dopo l'istruzione successiva è determinato, i dati vengono spostati verso la posizione specifica. La bandiera registro contiene le opportune flag di stato a 1 bit, che vengono cambiati a causa di operazioni che coinvolgono l'ALU.

Bus system

Il bus di sistema è un sistema di tre gruppi di cavi che trasporta i dati tra i componenti della CPU. Il bus di controllo trasmette i segnali che controllano e coordinano le diverse attività all'interno della CPU. Il bus dati consente la comunicazione bidirezionale tra il processore, memoria e periferiche. I più fili o "larghezza" il bus dati contiene, maggiore è la quantità di dati che possono essere trasferiti contemporaneamente. L'indirizzo bus collega il microprocessore con memoria. Trasporta i segnali relativi agli indirizzi CPU sta elaborando.