Структурная схема микропроцессора. Основные блоки, их назначения.




 

Рис. Структура МП.

МП образуют два блока- операционный блок и управляющий блок. Управляющий блок воспринимает подкоманду и вырабатывает управляющий сигнал, подаваемый на ОБ, который по этому сигналу принимает исходные данные и выполняет с ними необходимые действия. Результат действия отправляется на шину данных МП. Признаки результата действия отправляются для анализа и принятия решения на УБ. Оба блока состоят из комбинационных и запоминающих устройств.

Процесс выполнения команды в ЭВМ происходит за несколько машинных тактов. Например, в первый интервал производятся прием и запоминание одного числа, во втором такте – другого, в третьем такте – нахождение суммы этих чисел и т.д. Каждая из элементарных операций, выполняемых за один такт, называется микрооперацией. Временная последовательность работы процессора определяется программой → командой → микрокомандой (микрооперациями). Интервал времени, за который выполняется микрокоманда, называется машинным тактом, а время, необходимое для выполнения команды, - машинным циклом.

ЗУ, входящие в состав процессора, выполнены в виде отдельных быстродействующих регистров и называются местной регистровой памятью. Скорость обращения к этим регистрам значительно больше, чем к основной памяти ЭВМ, и поэтому местную память называют также сверхоперативным запоминающим устройством (СОЗУ).

Операционный блок.

Рис. Операционный блок

Основой операционного блока (ОБ) микропроцессора является арифметически-логическое устройство (АЛУ), предназначенное для программируемой обработки информации.

Помимо АЛУ в состав операционного блока входит часть СОЗУ, представленная группой регистров общего назначения (РОН) и буферными регистрами (РБ). Эти регистры имеют ту же разрядность, что и АЛУ и соединены в одну систему (операционный блок) при помощи общей n-разрядной шины данных. В РОН хранятся числа, подлежащие обработке и результаты обработки.

Микрокоманды, выполняемые этим операционным блоком:

- запись слова, находящегося на шине данных, в любой регистр общего назначения или буферный регистр;

- выборка слова из любого РОН на шину данных;

- выполнение одной из 32 арифметическо-логических операций над содержимым двух буферных регистров РБ и запись результата в любой свободный РОН.

Управляющий блок микропроцессора выполняет две основные функции:

- производит выборку команд программы в необходимом порядке из внешнего ЗУ;

- дешифрует выбранную команду и управляет выполнением микроопераций и микрокоманд в течение одного машинного цикла.

Для выполнения перечисленных функций в состав управляющего блока входят соответствующие аппаратные средства: счетчик команд (СТК), регистр адреса (РА), регистр команд (РК) и устройство управления выполнением команды (УУВК).

Счетчик команд определяет очередность выборки команд из ЗУ. Команды в программе располагаются одна за другой в определенном порядке. Обычно каждая следующая команда имеет адрес, на единицу больший адреса предыдущей команды.

Регистр команд (РК) предназначен для хранения кода выполняемой команды. Сменить информацию в этом регистре можно только после выполнения всех микрокоманд, составляющих текущую команду.

После выборки команды из ЗУ она поступает в устройство управления выполнением команды УУВК.

УУВК состоит из дешифратора команд ДК, устройства памяти микрокоманд ПЗУМК, счетчика микрокоманд СТМК и устройства управления выполнением микрокоманд УУВМК.

Дешифратор команд DК расшифровывает код команды с учетом признаков П выполнения логических условий в предыдущем машинном цикле (при выполнении предыдущей команды).

Рисунок – УБ МП.

 

19) РОНы микропроцессора Cortex-M3.

Восемь 32-хразрядных РОНов предназначены для хранения операндов и адресов, и располагаются в операционном блоке.

Младшие разряды РОНов (с 0 по 15) доступны отдельно при использовании имен AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP, SP. При операциях с байтами для 4-х верхних регистров можно отдельно обращаться к младшему байту по, именам AL, BL, CL, DL и к старшим байтам по именам АН, ВН, СН, DH.

Верхние 4 регистра используются для хранения операнда и позволяют выполнять операции над отдельными байтами, 16-разрядными словами и 32-разрядными двойными словами. Остальные (4 нижних) регистра используются как адресные регистры для хранения 16-разрядных и 32-разрядных адресов.

Регистр ESP используется как указатель вершины стека.

EBP – используется как базовый регистр.

А регистры EDI и ESI используются как индексные регистры (для хранения индексов). В качестве базового и индексного регистров в некоторых случаях может использоваться и регистр данных EBX.

33. Подпрограммы. Назначение, структура, способы передачи входных и выходных параметров.

Подпрограмма – отдельная структурная единица, имеющая собственное имя и реализующая вспомогательный алгоритм, который неоднократно используется в основной программе или другой подпрограмме с различными значениями некоторых величин, называемых параметрами.

Для того чтобы использовать подпрограмму, ее необходимо описать, а затем в нужном месте основной программы или другой подпрограммы обратиться к ней с конкретными значениями параметров.

При вызове подпрограммы (обращении к ней) в начале вычисляется выражения, являющиеся формальными параметрами, затем в стеке выделяется память для хранения формальных параметров в соответствии с их типом и каждому из них присваивается значение фактического параметра.

Существует 2 способа передачи параметров – по значению и по адресу.

При п.п. по значению в стеке сохраняются копии значений фактических параметров и доступ к исходным значениям их становится невозможным, так что значения в подпрограмме не могут быть изменены.

Для передачи по адресу в стеке сохраняются адреса аргументов, и подпрограмма обращается по этим адресам к фактическим параметрам и т.о. можно изменить их первоначальные значения.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-06-17 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: