A processzor funkciói
A három fő busz jelének kimenetei mellett a processzor mindig kimenet (vagy két kimenet) van külső órajel vagy kvarc rezonátor (CLK) csatlakoztatására, mivel a processzor mindig egy órajelű eszköz. Minél több a processzor órajelsebessége, annál gyorsabban működik, azaz gyorsabban hajt végre parancsokat. A processzor csúcssebessége azonban nemcsak az óra sebességével, hanem a szerkezetének jellemzőivel is meghatározható. A modern processzorok a legtöbb parancsot egyetlen órajelben hajtják végre, és rendelkeznek a több parancs párhuzamos végrehajtására szolgáló eszközökkel. A processzor órajel sebessége nincs közvetlenül összekapcsolva és merev a csomagtartó árfolyamával, mivel a csomagtartóban lévő árfolyamot a csomagtartó késleltetése és a csomagtartó torzítása korlátozza. Ez azt jelenti, hogy a processzor órajelsebessége csak a belső sebességét határozza meg, nem pedig a külső értéket. Néha a processzor órajelének alacsonyabb és felső határértéke van. Ha a frekvencia felső határát túllépik, a processzor túlmelegedhet, meghibásodhat, és leginkább kellemetlenül nem mindig és szabálytalanul. Tehát a változás ebben a frekvencia nagyon óvatosnak kell lennie.
Néha a processzor chip egy vagy két bemenete radiális megszakításokkal kezel különleges helyzeteket (pl. Külső időzítő megszakítása).
A modern processzor teljesítménybuszja általában egy tápfeszültséggel (+ 5V vagy + 3, ZV) és egy közös vezetékkel (föld) rendelkezik. Az első processzorok gyakran több tápfeszültséget igényeltek. Néhány processzor alacsony fogyasztású módot biztosít. Általánosságban elmondható, hogy a modern mikroáramú processzorok, különösen nagy órajel-sebességgel, elég sok energiát fogyasztanak. Ennek eredményeképpen a radiátorok, a ventilátorok, vagy akár a speciális hűtőszekrények gyakran fel vannak szerelve a ház normál üzemi hőmérsékletének fenntartása érdekében.
Ahhoz, hogy csatlakoztassa a processzor, hogy a vonal puffer áramköröket alkalmaznak annak biztosítására, amennyiben szükséges, demultipleksirova-készlet jeleket és elektromos jeleket magistrali.Inogda puffer-rendszerek cseréjére sor protokollok és a processzor buszok nem egyeznek egymással, akkor a puffer chip is tárgyalni ezeket a protokollokat egymással . Néha egy mikroprocesszoros rendszerben több rendszert (rendszer és helyi) használnak, majd mindegyik trönköt használva puffer csomópontot használnak. Ez a szerkezet jellemző például a személyi számítógépek számára.
Így minden processzor fő funkciói a következők:
• a végrehajtható parancsok mintavétele (olvasása);
• a memóriából vagy egy bemeneti / kimeneti eszközből származó adatok beolvasása (olvasása);
• kimenet (írható) adatok memóriába vagy bemeneti / kimeneti eszközökhöz;
• adatok feldolgozása (operandusok), beleértve számtani műveleteket is;
• megszakítások feldolgozása és közvetlen hozzáférés módja.
A mikroprocesszor egyszerűsített szerkezete a következő formában ábrázolható (2.17. Ábra).
Ábra. 2.17. A mikroprocesszor belső szerkezete.
A bemutatott csomópontok fő funkciói a következők.
Fejlesztési csővezeték ötlet az volt, hogy a belső cache pas RAM memória a processzor, amely tele van csapat, míg a processzor foglalt végrehajtó korábbi parancsokat. Minél nagyobb a gyorsítótár, annál kevésbé valószínű, hogy az átmeneti parancsot el kell dobni. Nyilvánvaló, hogy a parancsok feldolgozása a belső memóriában, a processzor sokkal gyorsabb lehet, mint a külső memóriában találhatóak. A gyorsítótár képes tárolni a jelenleg feldolgozandó adatokat, ezáltal felgyorsítja a munkát. További gyorsulás Letöltésekor a modern processzorok a minta igazítás és a dekódolást, egyidejű dekódolását több csapatok, több párhuzamos csővezetékek csapatok, elágazás-előrejelző utasítást és néhány más módszerekkel.
Az aritmetikai logikai egység (vagy ALU, ALU) az információ feldolgozásra szolgál, a parancs kapott processzorának megfelelően. A példák közé tartoznak feldolgozó logikai műveletek (mint például a lo-cal „ÉS”, „OR”, „kizáró vagy”, stb), amely bitenkénti műveletek operandusok, és aritmetikai műveletek (zheniya-típusú réteg, kivonás, szorzás, divízió stb.). Abban a kódon, ahol a pro-izvoditsya művelet, ahol az eredményt elhelyezik - a végrehajtható csapat határozza meg. Ha a parancs csökkentésre kerül az adatok adatfeldolgozás nélküli feldolgozására, az ALU nem vesz részt a végrehajtásában.
Az ALU sebessége nagymértékben meghatározza a processzor teljesítményét. Fontos, hogy ne csak az ALU által ébresztett órajel frekvenciáját, hanem az adott csapat teljesítményéhez szükséges órajelszámot is. A termelékenység növelése érdekében a fejlesztők készen állnak arra, hogy a parancs végrehajtási idejét egy órai ciklusba vezessék, és biztosítsák, hogy az ALU a lehető legmagasabb frekvencián működjön. A probléma megoldásának egyik módja az ALU parancsok számának csökkentése, csökkentett parancskészletekkel (az úgynevezett R1SC processzorokkal) rendelkező processzorok létrehozása. A processzor teljesítményének további növelése több párhuzamos ALU használata is.
Ami a műveletek lebegőpontos számok, és egyéb spe-sen komplex műveleteket, a rendszer alapján az elsődleges feldolgozók az általuk végrehajtott sorozatát egyszerűbb utasításokat, speciális rutinok, de akkor a speciális számológépek és matematikai co-processzor fejlesztettek ki, amely felváltotta a központi processzor időtartamára ilyen parancsokat. A modern mikroprocesszorokban a matematikai koprocesszorok szerves részét képezik a szerkezetnek.