Классификация методов построения ЦУУ процессора

По общей организации управление может быть центральным, распределенным и смешанным. В первом случае в блоке управления ЦУУ вырабатываются все УС для всех команд, выполняемых процессором ЭВМ. Во втором случае операционные и другие устройства процессора имеют собственные блоки местного управления. В последнем случае ЦУУ вырабатывает сигналы для запуска в работу блоков местного управления.

По способу синхронизации:

- синхронного типа, в которых время цикла может быть постоянным или переменным;

- асинхронного типа, в которых продолжительность цикла определяется фактическими затратами времени на выполнение каждой операции. В этом случае необходимо вырабатывать сигналы об окончании операции;

- смешанного типа, где частично реализуются оба предыдущих принципа организации циклов.

По принципу формирования и развертывания временной последовательности УС:

- аппаратного типа;

- микропрограммного типа.

ЦУУ микропрограммного типа

Микропрограммный принцип управления обеспечивает реализацию одной сложной машинной команды путем выполнения определенной микропрограммы, интерпретирующей алгоритм выполнения данной операции. Совокупность микропрограмм, необходимая для реализации сложных команд ЭВМ, хранится в специальной памяти микропрограмм. Каждая микропрограмма состоит из определенной последовательности микрокоманд, которые после выборки из памяти преобразуются в набор управляющих сигналов.

Анализ аппаратурной и микропрограммной реализации устройства управления указывает на зависимость стоимости управления от сложности выполняемых команд. Для простых команд выгодно использовать схемное управление, а для сложных команд – микропрограммное. Однако последнее приводит к увеличению затрат времени на выработку управляющих воздействий. Основным же преимуществом микропрограммного управления является его гибкость, которая позволяет повышать эффективность серийно выпускаемых и эксплуатируемых машин за счет введения новых средств математического обеспечения, использующих дополнительный набор команд и новые функции процессора. Модернизация алгоритмов или реализация дополнительных команд легко осуществляется путем изменения содержимого микропрограммной памяти.

Назначение, структура, количество основных функциональных регистров IA-32

1)Основные функциональные регистры

- регистры общего назначения

- указатель команд;

- регистр флагов;

- регистры сегментов

2) Регистры процессора обработки чисел с плавающей точкой

- регистры данных

- регистр тегов

- регистр состояния

- регистр указателей команд и данных FPU

- регистр управления FPU

3)Регистры расширений SSE, SSE2, MMX

4)Системные рагистры:

- регистры управления микропроцессора;

- регистры системных адресов.

5) Регистры отладки и тестирования.

Регистры общего назначения

Восемь 32-разрядных регистров предназначены для хранения данных и адресов. Они поддерживают работу с данными разрядностью 1, 8, 16 и 32 бита, битовыми полями длиной от 1 до 32 бит и адресами размером 16 и 32 бита.

Регистры сегментов и дескрипторы сегментов

Шесть 16-разрядных сегментных регистров содержат значения селекторов сегментов, указывающих на текущие адресуемые сегменты памяти. С каждым из них связан программно-недоступный регистр дескриптора сегмента. В защищенном режиме каждый сегмент может иметь размер от 1 байта до 4 Гбайт, в режиме реальных адресов максимальный размер сегмента составляет 64 Кбайта. Каждый регистр дескриптора содержит базовый адрес сегмента, 32-разрядный размер сегмента и другие необходимые атрибуты.

Указатель команд

32-разрядный регистр с именем EIP, содержимое которого используется в качестве смещения при определении адреса следующей выполняемой команды. Смещение задается относительно базового адреса сегмента команд. Непосредственно программисту недоступен. Его содержимое изменяется при выполнении команд передачи управления и прерываний.

Регистр флагов

32-разрядный. Его разряды содержат признаки результата выполнения команды, управляют обработкой прерываний, последовательностью вызываемых задач, вводом/выводом и рядом других процедур.