Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Арифметико-логічні пристрої. Узагальнена структура процесорного пристрою




 

З порівняння пристрою додавання і віднімання з пристроєм множення, що реалізовує алгоритм з використанням одного багаторозрядного паралельного суматора, видно, що більшість елементів цих схем співпадає, що говорить про можливість їх об’єднання у вигляді єдиного універсального пристрою, здатного виконувати повний набір основних арифметичних і логічних операцій. Такий пристрій називають арифметико-логічним пристроєм. Він виконує додавання чисел апаратним способом, а множення – програмним, як циклічну послідовність розглянутих раніше елементарних дій. Саме такі АЛП використовуються в сучасних універсальних МП.

Очевидно, що для організації роботи обох розглянутих пристроїв потрібно використання зовнішніх сигналів керування (наприклад, сигналу z у пристрої віднімання і сигналу n встановлення у початковий стан лічильника у пристрої множення). Тому універсальний АЛП повинен працювати разом із пристроєм керування.

Арифметико-логічний пристрій (операційний пристрій) призначений для виконання арифметичних і логічних операцій над числами (словами), що надходять до нього, за сигналами з пристрою управління.

Пристрій управління призначений для організації процесу обчислень. Він координує дії АЛП, генеруючи у визначеній часовій послідовності керуючі сигнали, під дією яких у вузлах АЛП виконуються необхідні операції.

Сукупність АЛП і пристрою керування називають процесорним пристроєм або просто процесором.

Сучасні процесори, як правило, реалізовуються у вигляді однієї мікросхеми (рідше – у вигляді декількох мікросхем) і називаються мікропроцесором.

Структура процесорного пристрою показана на рисунку 5.12.

Формування керуючих сигналів y1,…, yN для виконання визначених мікрокоманд може залежати від стану вузлів АЛП, обумовленого сигналами x1,…, xS, які передаються по відповідних колах з виходів АЛП на входи керуючого пристрою. Керуючі сигнали y1,…, y N можуть залежати також від зовнішніх сигналів xS+1,…, xL. Результати оброблення вхідних даних, що виконано у АЛП, знімають з його виходів z1,…, zM.

Рис.5.12. Схема процесорного пристрою

 

Процес функціонування АЛП поділяється на визначену послідовність елементарних дій в його вузлах. З таких елементарних дій можна виділити:

1) встановлення регістра в деякий стан (наприклад, запис в регістр числа 0, що позначається як Rg←0);

2) інвертування вмісту розрядів регістра, що позначається як ;

3) пересилання вмісту одного вузла в інший вузол (наприклад, пересилання вмісту регістра Rg1 в регістр Rg2, що позначається як Rg2←(Rg1));

4) зсув вмісту вузла ліворуч, праворуч (наприклад, зсув на один розряд праворуч вмісту регістра, що позначається як Rg←Зсв П(Rg));

5) рахунок, для якого число в лічильнику збільшується або зменшується на одиницю (Ст←(Ст)±1);

6) додавання (наприклад, Rg2←(Rg2)+(Rg1));

7) порівняння вмісту регістра з деяким числом;

8) деякі логічні операції.

Кожна елементарна дія, яка виконується в одному з вузлів АЛП протягом одного тактового періоду називається мікрооперацією. Сукупність мікрооперацій, що виконуються за один такт, називається мікрокомандою, а весь набір мікрокоманд, призначений для розв’язання визначеної задачі, – мікропрограмою.

Таким чином, якщо в АЛП передбачається можливість виконання N різних мікрооперацій, то з пристрою керування виходять N керуючих кіл, кожне з яких відповідає визначеній мікрооперації. Якщо в АЛП необхідно виконати деяку мікрооперацію, то досить із керуючого пристрою по певному керуючому колу подати в АЛП сигнал (наприклад, рівень логічної 1). Внаслідок того, що пристрій керування визначає мікропрограму, тобто які і у якій часовій послідовності повинні виконуватися мікрооперації, він одержав назву мікропрограмний автомат.

 

Поделиться:





Читайте также:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...