Bloková schéma procesora

1. Bloková schéma procesora

2. Bloková schéma procesora Akumulátor (register Acc) – je to najuniverzálnejší pracovný register procesora, v ktorom sa obvykle nachádza jeden z operandov a tiež sa v ňom uchováva výsledok operácie. Zápisníková pamäť – je to blok pracovných registrov BC, DE, HL, ukazateľ zásobníka SP, programový čítač PC Programový čítač – obsahuje adresu inštrukcie, ktorá sa bude vykonávať po ukončení práve prebiehajúcej inštrukcie. Obsah čítača sa cez register adresy a budič adresovej zbernice vysiela na vonkajšiu adresovú zbernicu mikroprocesora

3. Bloková schéma procesora ALU ( Arithmetic Logic Unit ) slúži na realizáciu aritmetických, logických a rotačných inštrukcií. Dáta, ktoré ALU spracováva, prichádzajú z Acc a pomocných registrov 1,2. Výsledok operácií sa uchová späť do registra Acc Register príznakov – príznaky sú jednotlivé bity C, P, AC, Z, S, ktoré slúžia programátorovi ako testovacie podmienky v procese vetvenia programu Register inštrukcií – slúži na uloženie operačného kódu inštrukcie, prečítanej z pamäti. Dekóder inštrukcií – dešifruje operačný kód inštrukcie a tak získa informácie o type inštrukcie, ktoré pošle radiču časovacích obvodov

4. Bloková schéma procesora Radič časovania – z prijatých informácií vytvára časovú postupnosť riadiacich signálov pre vnútorné obvody procesora v rytme hodinového taktovacieho signálu, privedeného na procesor. Zbernice – procesor má okrem vonkajšej dátovej zbernice ešte tzv. vnútornú dátovú zbernicu, ktorá slúži na komunikáciu a prenos dát medzi jednotlivými blokmi procesora. Kvôli ochrane pred preťažením vnútornej zbernice je zaradený budič zbernice, ktorý výkonove posilňuje vonkajšiu zbernicu. Rovnako je posilnená aj adresová zbernica procesora.

5. Bloková schéma procesora Ukazateľ zásobníka SP ( Stack Pointer ) – ukazuje na vrchol tzv. zásobníkovej pamäte, umiestnenej v RAM-ke, ktorá slúži na dočasné uchovávanie návratových adries pri používaní podprogramov, na programové uloženie obsahu pracovných registrov a pod.

6. Inštrukčný cyklus

7. Činnosť procesora Inštrukčný cyklus (IC) je doba potrebná na vykonanie jednej inštrukcie • IC sa začína výberom inštrukcie programu z pamäte, adresa ktorej sa vyšle po adresovej zbernici smerom k pamäti. • Inštrukcia obsiahnutá v adresovanej pamäťovej bunke je z dátovej zbernice prečítaná procesorom a uložená do registra inštrukcií. • Po dekódovaní operačného kódu inštrukcie v dekóderi inštrukcií sa testuje, či je potrebné načítať ešte ďalšie bajty inštrukcie alebo nie. • V prípade 2-bajtovej alebo 3-bajtovej inštrukcie dôjde ku dodatočnému načítaniu potrebných operandov inštrukcie.

8. Činnosť procesora 5. Po výbere a dekódovaní celej inštrukcie nastáva samotné vykonanie inštrukcie, pri ktorom dochádza ku generovaniu potrebných riadiacich signálov v obvodoch časovania a riadenia. 6. Na konci spracovania každej inštrukcie sa testuje, či bolo požadované prerušenie procesora. Ak nebolo, procesor ukončí daný inštrukčný cyklus a začína ďalší inštrukčný cyklus, t.j. ide prečítať a vykonať nasledujúcu inštrukciu programu. V prípade, že prišla požiadavka na prerušenie, tak procesor po ukončení práve prebiehajúcej inštrukcie vykoná odskok do podprogramu na obsluhu prerušenia.

9. Činnosť procesora Pred odskokom do podprogramu si však ešte procesor uloží do zásobníka ( Stack Memory ) tzv. návratovú adresu v hlavnom programe. Inštrukcie podprogramu vykonáva procesor úplne rovnako ako inštrukcie hlavného programu 7. Po ukončení podprogramu sa procesor sa vracia na návratovú adresu ho hlavného programu a pokračuje vo vykonávaní nasledujúcej inštrukcie.