Функция линия устройства
Тази глава описва основните функции на микропроцесорната система устройство: процесор, памет, входно-изходни устройства, за принципите на тяхното изграждане и присъединяване към гръбнака.
Лекция устройства 3. Функции линия
Ключови думи: интерфейс, регистри, буфери, алуминий, RAM, ROM, стека,
Да разгледаме сега основната линия интерфейс на устройствата за микропроцесорна система: процесор, памет (RAM и постоянен) на входно / изходното устройство.
Освен заключения за три основни гума сигнален процесор винаги има терминал (две O) за свързване на външен часовник сигнала или кристал осцилатор (CLK), тъй като процесора винаги е с тактова честота устройство. Колкото по-Тактова честота на процесора, по-бързо става това, което е, по-бързо в отбора. Въпреки това, производителността на процесора се определя не само честотата на часовника, но и характеристиките на неговата структура. Съвременните процесори изпълняват повечето инструкции на такт и да имат средства за паралелно изпълнение на няколко команди. Processor тактова честота не е свързан директно и неподвижно към обмена на линейна скорост, като линия скорост на обмен на сигнали е ограничена размножаване закъснения и изкривяване на сигнала на магистралата. Това означава, че тактова честота на процесора определя само за вътрешно неговата ефективност, а не външно. Понякога CPU честота часовник има долна и горна граници. Когато надвишава горната граница на честотата на процесора може да прегрее и да се провали, и че най-неприятните и не винаги се случва с неправилна. Така че с промяната на тази честота трябва да бъдат много внимателни.
Фиг. 2.16. Верига на процесора.
Понякога чип процесор, има и друг - два входа са радиални прекъсва, за да се справят с специални ситуации (например, за да се прекъсне външен таймер).
Съвременната храна процесор автобус обикновено има едно напрежение (+ 5V или + 3, ДВ, бр) и чести ( "земята"). Първите процесори често изискват множество захранващи напрежения. В някои процесори, предвижда режим на ниска консумация на енергия. По принцип, модерни чипове процесори, особено при по-високи честоти, консумират твърде много власт. В резултат на това да се поддържа нормална работна температура на тялото, те често трябва да инсталирате радиатори, вентилатори или дори специални микроохладители.
За свързване на процесора на линията буферни схеми се използват за да се гарантира, ако е необходимо, на електрически сигнали и демултиплексирането багажника буфериращи сигнали. Понякога протоколите за комуникация на процесора на системата домакин и гумите не съвпадат един с друг, докато буферни интегрални схеми за да се споразумеят за тези протоколи един с друг. Понякога в системата на микропроцесора се използват няколко пътища (системно и местно), след това за всеки от пътищата използва буфер единица. Тази структура е характерна, например, за персонални компютри.
Така, основната функция на всеки процесор, както следва:
• вземане на проби (четене) на команди;
• вход (прочети) данните от паметта или входно / изходни устройства;
• изход (запис на данни) в паметта или входно / изходни устройства;
• Данните се обработват (операнди), включително и аритметични операции върху тях;
• обработка на прекъсване и директен достъп режим. Опростена микропроцесор структура може да бъде представена както следва (Фиг. 2,17).
Фиг. 2.17. Вътрешната структура на микропроцесора.
Основните функции на следните единици показани.
тръбопровод развитие идея беше да се използва на вътрешния кеш на процесора, която е пълна с отбори, а процесора е зает изпълнява предишните команди. Колкото повече кеш паметта, по-малко вероятно, че съдържанието му трябва да рестартираме екипа на прехода. Ясно е, че командите на процеса във вградената памет, процесорът може да бъде много по-бързо, отколкото тези, които се намират във външната памет. Кешът може да се съхранява и данните се обработват в момента, но и ускорява работата. За повече ускорение извличане в съвременните процесори използват привеждане на пробата и декодиране, едновременното декодирането на множество екипи, множество паралелни тръбопроводи отбори, клон предсказание инструкция и някои други методи.
Аритметично логическо устройство (ALU или, ALU) е предназначен за обработка на информация в зависимост от получената команда преработка. Примерите включват обработка на логически операции (като логическа "И", "ИЛИ", "изключителна ИЛИ" и т.н.), която е побитови операции на операнди и аритметични операции (като събиране, изваждане, умножение, делене, и г. г.). На какво прави кода на операция, която поставя своя резултат - е решен да изпълнява команди. Ако даден отбор се редуцира само до данни за трансфер, без никаква преработка, за ALU не участва в неговото прилагане.
ALU скорост до голяма степен определя производителността на процесора. Освен това е важно не само честотата на сигнала на тактовата честота, която е с тактова честота от ALU, но броят на циклите, необходими за изпълнение на дадена команда. За да се подобри ефективността, разработчиците се опитват да донесе изпълнението на командата на един удар, и да осигури работа ALU на възможно най-високата честота. Един от начините за решаване на този проблем е да се намали броят на течаща AL Отборите, за създаването на процесори с намален набор инструкции (т.нар RISC процесор). Друг начин да се подобри производителността на процесора - за да използвате няколко паралелни операционна ALU.
Що се отнася до операциите на числа с плаваща запетая номера и други специални комплексни операции, системите, базирани на първите преработватели, които са реализирани поредица от прости инструкции, специални (съчетания, но след това са били разработени специални калкулатори - математически копроцесори, който замени главния процесор за продължителността на такава отбори. в съвременните микропроцесори математически копроцесори са част от структурата, като неразделна част.
Схема директен памет контрол на достъпа служи за временно деактивиране на процесорните външни автобусите на процесора и спирането за известно време на исканията с произволен достъп го уреди.
Управляващата логика организира взаимодействието на всички процесорни възли, предава обработващия, синхронизира работа с външни сигнали, и прилага процедурите за вход и изход.
Всички вътрешни регистри на микропроцесора се изисква да изпълнява две полезни функции:
Различните процесори за всяка от тези функции могат да бъдат изписани една или две вътрешни регистри. Тези две насоки са различни от другите не само своя специфичен, официални, системна администрация, но и по специален начин да променя съдържанието. Съдържанието на програмата могат да се променят само в случай на крайна необходимост, тъй като всяка грешка в този случай застрашава да наруши компютъра, висящи и съдържанието на корупцията памет.
За стека ще бъдат описани подробно в следващия раздел.
Свързани статии