Strukturális szintézisét digitális automata gépek, automaták
Kezelése Machine (UA) lehet kialakítani kétféleképpen.
Kezelése gép merev logika - logikai hálózatot egy speciális memória, amely megvalósítja a firmware parancs. A hálózati struktúra határozza meg a firmware által végrehajtandó ez az egység. Ily módon lehet minimalizálni az összeget a berendezés, ami sokkal fontosabb, hogy biztosítsa a lehető legnagyobb teljesítményt. De a design egy ilyen ellenőrzés kérdése hosszú és bonyolult, és a átprogramozása UA más munkakörbe lehetetlen.
UA firmware vagy vezérlő automata programozható logikai úgy van kialakítva, egy speciális belső memória mikroprogramm.V ez a memória rögzíti az összes szükséges firmware és a vezérlő áramkör csak akkor van szükség szervezet firmware olvasás. Tervezése firmware gép sokkal könnyebb, mint szabványos hardver modulokat használnak benne. Az egyetlen speciális problémát kell megoldani keretében az elmélet automata marad absztrakt szintézise és összeállítása programozási memória asztal. A hátrányok vezérlő firmware valamiféle redundancia berendezések és kisebb sebességgel.
Tény, hogy a két elv az építés a V egyesítjük változó arányban, és a legtermékenyebb szuperszámítógépek által használt logikai áramkör, és a kis- dominált - firmware kezelése. A jövőben fogunk foglalkozni a probléma építésének firmware UA, de itt van szem előtt csak a vezérlő áramkör.
Mi határozza meg néhány általános fogalmak és a funkcionalitás a berendezésről. Adjuk először, a koncepció a mikro-ops, valamint egymással összefüggő vele mikro-OPS és firmware fogalmak.
A program egy sor utasítást írt egy bizonyos sorrendben, amely megoldást nyújt erre a problémára adott számítógépen.
Team - egy utasítás végrehajtására a következő lépés a számítások, valamint a megfelelő kijelölése ebben a kézikönyvben.
Kezelés - végrehajtandó műveletet a számítógépen, vagy a processzor hatására a csapat. Így minden egyes parancs megfelel a végrehajtott művelet által a processzor.
Gyakorlatilag bármely processzor művelet nem elemi műveletet. Ez egy sorozata számos más elemi tevékenységek, az úgynevezett mikro-műveleteket. Így egy vagy több kompatibilis időben microoperations kivégeztek egy elemi időintervallum, ami egy ideig időzítés (óra) pulzus és a hívott tapintat.
Így a végrehajtott művelet által a processzor hatása alatt egy parancsot, egy sor mikro-műveletek. Mind a mikro-ops vagy több közülük végre egy órajel ciklus megvalósított számítástechnikai eszközök vagy mikro-processzor hatása alatt. Következésképpen minden csapat saját sorozata mikroutasítások. Ez az mikroutasítások vagy mikroutasítások hogy végrehajtja a parancsot, az úgynevezett firmware.
Ez látható a fentiekből, hogy minden ciklusban minden processzor ki kell alakítani saját mikroutasítás vagy mikroutasítások, amely biztosítja a szükséges mikro ops. Ábra. 3.4 egy grafikon, amely a vízszintes tengely mutatja a ciklussorozaton és a függőleges - room processzor vezérlő áramkör a végrehajtás bizonyos parancsokat. Minden órajel ciklus és az egyes vezérlő áramkör van rendelve egy bizonyos szintet a vezérlő jel. Például, egy rétegben van a engedélyező jelet, és a nulla - megfizethetetlen. Meg kell jegyezni, hogy bizonyos áramkörök lehetővé tévő lehet venni, és a nulla szint.
Ábra. 3.4. Diagram forgalmazás vezérlőjel processzor vezérlő áramkörök és órák: u 1, u 2, u 3 - parancskódokat
A diagram azt mutatja, hogy minden egyes ciklusban a vezérlésére a processzor áramkört (az összes közülük lehet, 40 - 60, és több) kell etetni a saját meg a vezérlőjelek engedélyező vagy tiltó néhány mikro-működés. Ez a készlet a vezérlő jelek és úgynevezett mikroutasítás vagy ellenőrző szó. Úgy véljük, hogy azokban a ciklusokban, amelyekben vannak megengedőbb jelek, hogy végre több elemi műveletek - mikro-ops. De ugyanakkor minden ciklusban, csak egy ellenőrző szó, azaz a végre egy micro-op.
Így minden olyan parancsot, hogy a processzor kialakítható sor vezérlőjelek elosztva terület (vezérlő áramkörök) és az idő (ciklus). Ez a készlet a vezérlő jelek, és a jelentése firmware, amely végrehajtja a parancsot.
Generációs vezérlő jeleket a vezérlő áramkörök minden ciklusban végezzük a processzor egység. Mint látjuk, a probléma kialakulásának vezérlőjelek bonyolult és nehézkes, ha figyelembe vesszük, hogy itt a processzor van egy kellően nagy számú vezérlő áramkörök és a nagy parancsok számát (130 vagy több), és minden egyes parancs végrehajtása több ciklusban (5 - 10 vagy több). Továbbá, a menetíró készüléket úgy is reagálni a külső vezérlő jeleket.
Jelenleg megépíteni a vezérlő eszköz a processzorok két meghatározó: 1) alapján Hardveres megvalósítás vagy „kemény” vezérlési és 2) alapján a firmware végrehajtás vagy a „rugalmas” vezérlő logika. Nézzük röviden egyaránt figyelembe ezeket az elveket. De először meg kell vizsgálni néhány közös elemek, amelyek használják a végrehajtását mind az építőiparban a vezérlőegység elveket.
Utasítás dekóderrel van szükség bármely processzor csomópont-vezérlő. Ez a kombinációs funkcionális egység dekódolásához parancs műveleti kód használható más csomópontok vezérlőberendezés.
A vezérlőberendezés, és az alapján egy „kemény” logikai, és az alapján a „rugalmas” logikai gyakran használják úgynevezett programozható logikai tömb (PLA). Ez a logikai hálózatot, amely két szakaszból áll: a kapuáramkör „I” társított egy sor logikai elemek „vagy”, kapcsolatokat az elemek között vannak beállítva egyszer „égnek” egyéni „felesleges” jumper.
Tekintsük az egyszerűsített szerkezete a csomópont (ábra. 3.5). Elemei „és” és „vagy” vázlatosan az ábra, és bemenet (input változók) - kapcsolódási pontok. Mert nem csak a közvetlen, hanem inverz értékek a bemeneti változók (x 1, x 2 x n) a bemenetre a inverter tartalmaz PLA.
Mint ismeretes, minden olyan funkciót is képviseli a diszjunktív normál forma, egy két-szintű összetett áramköri elemekből álló a „ÉS” és „vagy”. Példaként tudjuk írni funkció y 1, y 2, összhangban végrehajtott a csatlakozások ábrán látható. 3.5:
Ábra. 3.5. Egy egyszerűsített tömbvázlata programozható logikai tömb
Szükséges csatlakozások bemeneti elemeket „és” és „vagy” szerepel a mátrix ezen elemek végzett vagy a gyárban - Álarcos programozás, vagy programozó a felhasználó - alkalmazása során a PLA, egyszeres vagy többszörös programozási áramkörök.
A fenti példa, és az általános elvet építési PLA, ebből következik, hogy a kimeneti változók y 1 - ym társítható szinte minden sor bemeneti változók x 1 - xn és funkcióik „ÉS” és „vagy”.
Sok modern processzorok egy csomópontot, amely az úgynevezett parancs sorban. Command várólista egy tárolóeszközt tárolására mellett kell végrehajtani a parancsot.
Kitöltése a puffer memória parancsok végzik időközönként, amikor a CPU adatbusz nem foglalja el őket, hogy adatokat cseréljen a fő memóriában vagy a külső eszközöket. Minta parancsok parancs sor feldolgozását végzik, amennyiben azok végrehajtásáról. Ez biztosítja, növelve az általános processzor teljesítményét, mivel gyakorlatilag nincs több idő szükséges, hogy hozzon utasítást véletlen hozzáférésű memória - a következő parancs már a belső puffer memória a processzor. A teljes idő mintánként parancs hivatkozva a véletlen hozzáférésű memória költenek csak azokban az esetekben, amikor az irányítás átadása történik a végrehajtás a feltételes ugrások. Ezekben az esetekben újrainicializálódik sorba, és töltse be egy új parancs sorozatot. Ebben az esetben az első, hogy válasszon egy csapatot a RAM amint az elérhetővé válik futtatni. Az egyik variáció a végrehajtás a parancs sorban egy úgynevezett cache memória található, közvetlenül a processzor meghalni. Egyes modern processzor cache memóriát használja itt a puffer memória nem csak az oktatás folyik, hanem az adatfolyamot. A kapacitás a puffer memória eléri a 256 bájt vagy több.