În plus față de ieșirile pentru semnalele celor trei magistrale principale, procesorul are întotdeauna o ieșire (sau două ieșiri) pentru conectarea unui semnal de ceas extern sau a unui rezonator cuarț (CLK), deoarece procesorul este întotdeauna un dispozitiv tactat. Cu cât este mai mare viteza ceasului procesorului, cu atât funcționează mai repede, adică cu cât execută mai repede comenzi. Cu toate acestea, viteza maximă a procesorului este determinată nu numai de viteza ceasului, ci și de caracteristicile structurii sale. Procesoarele moderne execută majoritatea comenzilor într-un singur ciclu de ceas și au mijloacele de a executa mai multe comenzi în paralel. Viteza procesorului nu este direct conectată și rigidă cu rata de schimb a trunchiului, deoarece rata de schimb de-a lungul trunchiului este limitată de întârzierile de propagare și de distorsiunile semnalului de pe trunchi. Adică, viteza ceasului procesorului determină numai viteza internă, și nu cea externă. Uneori, viteza ceasului procesorului are o limită inferioară și superioară. Dacă limita superioară a frecvenței este depășită, procesorul se poate supraîncălzi, precum și defecțiunile și, cel mai neplăcut, nu întotdeauna și neregulat. Deci, odată cu schimbarea acestei frecvențe, trebuie să fii foarte atent.
Uneori, un cip de procesor are una sau două intrări de întreruperi radiale pentru a gestiona situații speciale (de exemplu, pentru a întrerupe de la un temporizator extern).
Busul de alimentare al unui procesor modern are de obicei o tensiune de alimentare (+ 5V sau + 3, ZV) și un fir comun (masă). Primii procesori au necesitat adesea mai multe tensiuni de alimentare. Unele procesoare oferă un mod de consum redus de energie. În general, procesoarele moderne cu microcircuite, în special cu viteze mari de ceas, consumă destulă putere. Ca urmare, radiatoarele, ventilatoarele sau chiar micro-frigiderele speciale trebuie instalate pe ele pentru a menține temperatura normală de funcționare a carcasei.
Pentru a conecta procesorul la linia de circuite tampon sunt utilizate pentru a asigura, dacă este necesar, semnalele demultipleksirova-set și semnale electrice sistem tampon magistrali.Inogda pentru protocoalele de linie de schimb și autobuzele procesor nu se potrivesc reciproc, atunci cipul tampon negocia aceste protocoale la reciproc . Uneori, în sistemul cu microprocesor, folosind mai multe căi (sistemice și locale), atunci pentru fiecare dintre rutele utilizate o unitate tampon. Această structură este tipică, de exemplu, pentru computerele personale.
Astfel, funcțiile principale ale fiecărui procesor sunt următoarele:
• prelevarea de probe (citirea) comenzilor executabile;
• introducerea (citirea) datelor din memorie sau a unui dispozitiv de intrare / iesire;
• ieșire (scriere) a datelor în memorie sau la dispozitive de intrare / ieșire;
• prelucrarea datelor (operandi), inclusiv operațiunile aritmetice pe ele;
• procesarea întreruperilor și modul de acces direct.
Structura microprocesorului poate fi simplificată în următoarea formă (a se vedea figura 2.17).
Fig. 2.17. Structura internă a microprocesorului.
Funcțiile principale ale nodurilor prezentate sunt următoarele.
Dezvoltarea ideii conductei a fost utilizarea memoriei cache interne a procesorului, care este umplută cu comenzi, în timp ce procesorul este ocupat executând comenzile anterioare. Cu cât cache-ul este mai mare, cu atât este mai puțin probabil ca acesta să fie eliminat atunci când se află comanda de tranziție. Este clar că prelucrarea comenzilor din memoria internă, procesorul poate fi mult mai rapidă decât cele care se află în memoria externă. Cache-ul poate stoca date care sunt procesate în acest moment, de asemenea, accelerează munca. Pentru accelerarea mai mare a eșantionării comenzilor în procesoarele moderne, se aplică combinația de prelevare și descifrare, decodarea simultană a mai multor comenzi, mai multe conducte paralele de comandă, prezicerea comenzilor de tranziție și alte metode.
O unitate logică aritmetică (sau ALU. ALU) este proiectat pentru procesarea informațiilor în conformitate cu procesorul primit Coma Doi. Exemplele includ operații logice de prelucrare (cum ar fi lo-cal „AND“, „OR“, „SAU exclusiv“, etc.), adică operațiuni binari operanzi și operații aritmetice (strat de tip zheniya, scădere, înmulțire, diviziune etc.). Deasupra care coduri pro-izvoditsya de operare, în cazul în care rezultatul său este plasat - este determinată de echipa executabilă. Dacă comanda este redusă la transferul de date fără a fi procesată, UAU nu participă la executarea acesteia.
Viteza ALU determină în mare măsură performanța procesorului. Și este important nu numai frecvența semnalului de ceas, care este tactat de către ALU, dar și numărul de cicluri de ceas necesare pentru performanța unei anumite echipe. Pentru a spori productivitatea, dezvoltatorii sunt dornici să aducă timpul de execuție al comenzii la un singur ciclu de ceas și, de asemenea, să asigure funcționarea ALU la cea mai mare frecvență posibilă. O modalitate de a rezolva această problemă este de a reduce numărul de comenzi ALU executate, pentru a crea procesoare cu un set redus de comenzi (așa-numitele procesoare R1SC). O altă modalitate de a spori performanța procesorului este utilizarea mai multor ALU paralele.
În ceea ce privește operațiunile pe numere în virgulă mobilă, și alte operațiuni complexe de spe-cial, sistemele bazate pe primele procesoare care le-au pus în aplicare o secvență de instrucțiuni simple, rutine speciale, dar apoi calculatoare speciale si co-procesoare matematice au fost dezvoltate, care a înlocuit procesorul principal pentru durata astfel de comenzi. În microprocesoarele moderne, coprocesoarele matematice intră în structură ca parte integrantă.
Articole similare
-
Organizațiile internaționale de comerț și funcțiile acestora
-
Integrări ale funcțiilor cu valoare complexă ale unui argument real
Trimiteți-le prietenilor: