1.2 Estrutura e funcionamento da CPU
Principais elementos da CPU são:
✔ Unidade de controle;
✔ Unidade Lógica e Aritmética (ULA);
✔ Registradores.
Esses elementos
se conectam internamente através do barramento interno da CPU.
A CPU
se comunica com o mundo externo através dos barramentos de sistema. Ao longo da
execução de um programa, os barramentos constituem os chamados caminhos dos
dados. No topo da organização hierárquica de memória em um sistema se encontram
os registradores. São divididos em 02 tipos:
1.
Registradores
visíveis ao usuário;
2.
Registradores de
controle e estado.
Registradores
visíveis ao usuário:
São aqueles
que podem ser referenciados pela linguagem de montagem.
Podem ser registradores de:
✔ Dados;
✔ Endereço ou;
✔ Propósito geral.
Registradores
de controle e de estado:
São
utilizados para controlar a operação da CPU. Na maioria das vezes não são
visíveis aos usuários.
Exemplos de registradores de controle
de estado são:
✔ Program Counter (PC);
✔ Instruction Register
(IR);
✔ Memory Address
Register (MAR);
✔ Memory Buffer Register
(MBR);
✔ Program Status Word
(PSW);
✔ Stack Pointer (SI);
✔ Page Table Base
Register (PTBR);
✔ Page Table Base Limit
(PTBL).
A sequência de eventos ao longo de um
ciclo de instrução depende do projeto da CPU, no entanto, em termos gerais,
pode-se indicar o que acontece nos sub-ciclos de busca, indireto e interrupção.
O ciclo de execução depende do código da operação que será executada.
Digrama de transição de estados do ciclo de instrução
✔ Durante o
ciclo de busca, o contador de programa contém o endereço da próxima instrução a
ser buscada na memória.
✔ Esse
endereço é movido para o registrador MAR e a unidade de controle requisita uma
leitura na memória.
✔ O
resultado da leitura é colocado no registrador MBR, que em seguida é copiado
para o registrador IR.
✔ Enquanto
isso o PC é incrementado com 1 para preparar a busca da próxima instrução.
Fluxo de Dados do Ciclo de Busca
✔ Ao fim do
ciclo de busca, a unidade de controle examina se a instrução especifica algum
operando com endereçamento indireto.
✔ Os n bits
mais a direita da MBR são colocados no MAR, e então a unidade de controle
requisita uma leitura a memória para carregar o valor do operando para a MBR.
Fluxo de Dados do Ciclo de Indireto
✔ No ciclo
de interrupção, o conteúdo do registrador PC deve ser salvo, para que mais
tarde a CPU possa retornar sua atividade normal depois de processar a
interrupção.
✔ O conteúdo
do PC é transferido para a MBR.
✔ O endereço
de memória reservado para guardar o valor de PC (ex. topo de pilha) é carregado
para MAR, e então a unidade de controle solicita uma escrita na memória.
✔ Por fim o
PC é carregado com o endereço da rotina de interrupção, para que no próximo
ciclo de instrução seja feita a busca da instrução apropriada.
Fluxo de Dados do Ciclo de Interrupção
Fonte: www.candidatoreal.com.br
Nenhum comentário:
Postar um comentário