Central Processing Unit CPU Concetti Operativi di Base

Central Processing Unit (CPU)

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

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Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Concetti Operativi di Base Unità di controllo M E M O R I A I 1: Load I 2: Load I 3: Add I 4: Store M D R M A R Op 1, R 1 Op 2, R 0 R 1, R 0, Ris R 0 R 1 P C ALU …. . Rn-1 I R CPU MDR = Memory Data Register MAR = Memory Address Register PC = Program Counter IR = Instruction Register

Operazioni effettuate dalla CPU 1. Prelevare il contenuto della Memoria e spostarlo in un registro 2. Memorizzare il contenuto di un registro in memoria 3. Copiare il contenuto di un registro in un altro registro 4. Eseguire una operazione logico-aritmetica e memorizzare il risultato in un registro

CPU BUS CPU PC Segnali di controllo …. . Unità di Controllo MAR IR MDR BUS R 0 Y . . . Add Linee Contr. ALU Sub. . ALU Carry-in Rn Xor Z TEMP

CPU BUS CPU Rin … … 0 1 … n … R 0 Rout 0 1 2 3 Y ALU Z Carry-in c 1 c 2

CPU BUS CPU Rin … … 0 1 … n … R 0 Rout 0 1 2 3 c 1 c 2 Y R Q ALU Carry-in S Q Z 0 Rin Rout

Esecuzione di una operazione ADD (R 3), R 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pcout , Marin , Read, Clear Y, Set Carry-in ALU, Add, Zin Zout , Pcin , WMFC Mdrout , Irin R 3 out , Marin , Read R 1 out , Yin , WMFC Mdrout , Add , Zin Zout , R 1 in , End

Controllo Cablato Clock CLK Reset Contatore passi di controllo …. . Decodificatore Passi T 1 …. . Tn Add Flag Stato I R . . . Decodificatore Istruzioni Sub. . . Codificatore Codici condizione Xor Run End Segnali di controllo

Generazione segnale Zin= T 1 + T 6 • ADD + T 5 • BR + …. . T 6 ADD Zin T 1 T 5 BR

Operazioni in Memoria Read J MR Q K Q Write J MW Q K Q MFC RUN Contatore Passi Clock WMFC

Da controllo cablato a Microprogrammato ADD R 1, (R 3) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Pcout , Marin , Read, Yin, Set Carry-in ALU, Add, Zin Zout , Pcin , WMFC Mdrout , Irin R 3 out , Marin , Read R 1 out , Yin , WMFC Mdrout , Add , Zin Zout , R 1 in , End

Controllo Microprogrammato Flag Stato IR Generatore indirizzi Di partenza e Salto Codici condizione Clock PC Memoria di controllo Segnali di controllo