Назначение основных узлов процессора

Опубликовано в Показатели процессоров

Назначение основных узлов процессора. Данные для обработки под управлением сигналов на шине управления и адреса поступают из ОЗУ через блок интерфейса шины в кэш данных процессора, а команды — в кэш-память команд.

На этом этапе фаза выборки команды (Fetch Instruction) переходит в фазу декодирования команды (Decode). Команда декодируется и полученная инструкция передается в блок микропрограммного управления (МПУ).

Назначение основных узлов процессора

МПУ представляет собой перепрограммируемое запоминающее устройство, в котором хранятся цепочки микрокоманд логики управления, т.е. алгоритмы выполнения всех инструкций процессора данной архитектуры. В этом блоке код инструкции «раскрывается», в результате чего генерируются сигналы управления, настраивающие пути данных для реализации фазы выбора операндов (Operands) и выполнения команды (Execution).



Операнды доставляются для вычислений из различных источников — внешних устройств, ОЗУ, а также из регистров процессора. Коды режимов адресации ячеек ОЗУ или явные адреса операндов указаны в одном из полей текущей команды.

Регистры процессора представлены несколькими группами, в частности процессор содержит регистры общего назначения процессора (РОН), регистры сегментов, регистры указателя команд и флагов, системные регистры. Регистры называются также сверхоперативным запоминающим устройством компьютера (СОЗУ). СОЗУ содержит небольшое количество ячеек памяти, предназначенных для формирования текущего адреса, сегментирования памяти, хранения компонентов защищенного режима, хранения операндов и результатов вычислений, подсчета операций, организации стека и реализации прочих сервисных и системных функций.

Упрошенная блок-схема центрального процессора Р6 изображена на рисунке ниже:

Упрощенная блок-схема центрального процессора Р6

Упрощенная блок-схема центрального процессора Р6

Принцип работы центрального процессора

Арифметические и логические вычисления выполняются над операндами в арифметико-логическом блоке (АЛУ), а высокоточные вычисления очень малых или очень больших величин выполняются в процессоре с плавающей запятой (ППЗ).


style="display:block; text-align:center;"
data-ad-format="fluid"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-client="ca-pub-6007240224880862"
data-ad-slot="2494244833">

ППЗ — отдельный процессор, который наряду с центральным процессором интегрирован в кристалл микропроцессора для повышения производительности и увеличения точности вычислений особых функций. Он может работать с целыми, десятичными, коротким и длинными вещественными числами. ПЗУ имеет собственную систему команд. Он содержит свое АЛУ, МПУ и располагает отдельными РОН. Но он не может выбирать команды — за него это делает центральный процессор.

Итогом вычислений является формирование кода состояния и результата. Оба этих информационных блока пересылаются на хранение в регистры. Здесь же в соответствии с указанным в текущей команде режимом адресации формируется адрес, по которому передается результат вычислений. Это может быть ячейка ОЗУ или регистр интеллектуального внешнего устройства.

Скорость работы процессора зависит от нескольких факторов — от тактовой частоты процессора, пропускной способности внутренних и внешних шин, разрядности регистров и архитектурных особенностей процессора.