Разработка структурной схемы ЦП

При создании структурной схемы ЦП поможет понимание принципа микропрограммного управления, который заключается в хранении управляющих слов, выполняющих элементарные действия в течении цикла, и выборки их с помощью секвенсора (SEQ).

Таким образом, МУУ хранит в микропрограммной памяти (МПП) и выбирает управляющие слова (т.е. МК) из МПП, передаёт их в качестве управляющих слов ОБ и другим устройствам (например, блоку синхронизации). Принимая управляющие слова, устройствами выполняются соответствующие инструкции.

Работа с ОП осуществляется через ОБ. ОБ вычисляет адрес ячейки для чтения/записи и принимает/передаёт данные из/в ОП. ОБ может принимать/передавать данные не только из/в ОП, но и с/в внешних устройств.

Микропрограммное устройство управления

Устройство управления реализует управления ходом вычислительного процесса, обеспечивая автоматическое выполнение команд программы. Процесс выполнения программы в ВМ представляет собой последовательность машинных циклов.

Этапы цикла:

• 1. Выборка команды из памяти
• 2. Формирование адреса следующей команды
• 3. Формирование исполнительного адреса операндов
• 4. Выборка операндов
• 5. Исполнение операции

На рис. 2 представлена обобщенная структура УУ.

Рис. 2 Обобщенная структура устройства управления

Выбрано микропрограммное УУ. Отличием его от УУ на МПА жесткой логикой в том, что в нем хранение микрокоманд осуществляется в виде кодов в специализированном запоминающем устройстве — памяти микропрограмм. Каждой команде ВМ в этом ЗУ в явной форме соответствует микропрограмма. Достоинство — возможность перепрограммирования, дешевизна. Недостаток — относительно низкое быстродействие.

Код операции из регистра команд поступает на ПНА. Преобразованный адрес с ПНА идет на секвенсор. Секвенсор выбирает источник адреса и выдает его на вход МПП. На выходах последней появляется микрокоманда и фиксируется в регистре микрокоманд. В момент, когда микрокоманда начинает выполняться, секвенсор формирует адрес следующей микрокоманды.

ПВА — преобразователь вектора адреса (блок управления прерываниями). При обработке внешних прерывания на уровне микрокоманд, данное устройство получает на свой вход вектор прерывания, который нужно передать в МПП для выбора там микропрограммы прерывания (её адрес содержится в векторе). Поэтому нужно сначала перевести выходы секвенсора в третье состояние — этим также занимается ПВА.

На границе инструкций контроллер прерываний при активном INT выдает инструкцию вызова прерываний. Далее выполняется микропроцедура обработки прерывания, которая сохраняет словосостояние процессора и активирует INTA, получат вектор процессора, выполняет обработчик.