De styrenhet det är en digital krets som styr operationer och hanterar alla styrsignaler i datorns processor. Det gör att logikenheten, minnet och in- och utmatningsenheterna vet hur man replikerar kommandona som tas emot från ett program. Därför dirigerar den alla in- och utflöden, letar upp kod för programoperationer och styr andra enheter genom att skicka timing- och styrsignaler..
En styrenhet agerar genom att tillåta ingångsdata, som den omvandlas till styrsignaler och som sedan sänds till den centrala processorn. Processorn instruerar de olika enheterna vilka operationer som ska utföras.
Denna enhet är den del av processorn som fungerar som din hjärna, genererar instruktioner för nästan alla operationer och säkerställer att de körs korrekt..
Exempel på enheter som använder styrenheter är den centrala processorenheten (CPU) och grafikbehandlingsenheten (GPU).
Artikelindex
För att utföra en åtgärd måste CPU-styrenheten producera den nödvändiga styrsignalen i rätt ordning. Det finns två tillvägagångssätt som används för att generera dessa styrsignaler i rätt sekvens.
Styrenheten består av logiska grindar, flip-flops, digitala kretsar, kodare och avkodare, som är anslutna på ett etablerat sätt..
Det kan betraktas som en apparat av tillstånd, som varierar från ett tillstånd till ett annat i varje klockcykel, beroende på innehållet i instruktionsregistret och de externa ingångarna..
Utsignalen från denna tillståndsapparat är styrsignalerna. Sekvensen av operationer som utförs av denna maskin bestäms av ledningarna för de logiska elementen. Av denna anledning kallas det "integrerad".
Designen bygger på en specifik arkitektur. När ändringar av instruktionsuppsättningen krävs bör ändringar göras i ledningar och krets.
Detta är grunden för den reducerade instruktionsuppsättningen (RISC) -arkitekturen, som bara har ett litet antal instruktioner..
Styrsignaler är viktiga för att styra genomförandet av operationer. De sprids av uttryckligen utformade logiska kretsar, där signalgenereringsmetoden inte kan modifieras utan en fysisk förändring i kretsstrukturen..
Styrsignalerna för att utföra en operation måste sändas inte vid en enda tidpunkt, utan över hela den tidsperiod som motsvarar instruktionens exekveringscykel..
En instruktions opkod innehåller grundinformation för att sända styrsignalen.
Opkoden avkodas i instruktionsavkodaren. Denna består av en uppsättning avkodare som avkodar de olika fälten i instruktionens funktionskod.
Instruktionsavkodaren tillåter styrenheten att gå in i det första tillståndet länkat till utförandet av den nya operationen, som varar så länge tidssignalerna och andra insignaler förblir oförändrade..
En ändring av någon av ovanstående signaler uppmanar styrenheten att ändra tillstånd.
Som ett resultat erhåller vissa linjer som kommer ut från instruktionsavkodaren värden i signalen. Dessa linjer är kopplade till styrsignalgeneratoranordningen för de olika enheterna i datorn..
Genom att upprepa organisationen av dessa faser struktureras lämplig ordning av interna tillstånd i styrenheten..
När en ny instruktion anländer till styrenheten är de inbäddade enheterna i utgångsläget för att hämta den nya instruktionen.
Den väsentliga skillnaden i detta tillvägagångssätt med avseende på den integrerade enheten är förekomsten av ett styrlager, som används för att lagra mikroprogrammen som inkluderar de kodade styrsignalerna som är nödvändiga för utförandet av en operation..
Instruktionens funktionskod kommer inte att avkodas för att omedelbart skapa en styrsignal, men adressen till ett mikroprogram som är lagrat i kontrollagret kommer att anges.
Det vill säga styrsignalerna som bifogas instruktionerna lagras i speciella minneceller som utbytbar firmware..
Den mikroprogrammerade styrenheten är långsammare än den inbyggda enheten på grund av den tid det tar att återställa de funktioner som finns i minnesenheten.
Det är styrenhetens ansvar att informera in- och utmatningsenheterna, huvudminnet och den logiska aritmetiska enheten på datorn hur man replikerar de operationer som utfärdas till processorn..
Får programåtgärder i minnet och tar dem till processorregistret. Beroende på vad detta register innehåller skapar styrenheten en signal som övervakar utförandet av dessa operationer.
Beroende på vilken typ av operation du går in i kontrollenheten kan du ändra antalet och ordningen på de sekventiella steg som genereras för att välja och konfigurera de delar av CPU: n som ska användas för att uppnå syftet med operationen, oavsett om det rör sig , modifiera eller lagra data.
Denna avkodningsprocess utförs igen när räknaren ökas till nästa sparade adress i programmet. Från den adressen införs den nya operationen i styrenheten och så vidare till slutet av programmet.
Funktionerna som utförs av en styrenhet beror på typen av CPU på grund av de befintliga skillnaderna i strukturen mellan de olika märkena. Följande diagram illustrerar hur instruktionerna i ett program behandlas.
- Hanterar flera uppgifter, som att hitta och hämta instruktioner, avkodning, hantera körning och lagra resultat.
- Tar emot externa instruktioner eller kommandon som den konverterar till en sekvens av styrsignaler.
- Tolk instruktionerna.
- Styr det sekventiella genomförandet av instruktioner.
- Koordinerar sekvensen av datarörelser in, ut och mellan de många processorenheterna.
- Reglerar och kontrollerar synkroniseringen av exekveringsenheterna, till exempel den aritmetiska logiska enheten, och datalagrar och register som finns i processorn.
- Skickar och tar emot styrsignaler till andra datorenheter.
- Styr och kontrollerar dataflödet genom datorns olika områden.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.