FUNCIONAMIENTO DE LA UNIDAD DE CONTROL
LUIS FRANCISCO MEDINA MACIAS MARIA DEL CARMEN SANCHEZ JAIME CRISTOPHER WILLIAMS VALLEJO NOBOA
REQUISITOS FUNCIONALES DE UN PROCESADOR
■ Son los que determinan lo que debe hacer el procesador.
1. Operaciones (códigos de operación) 2. Modos de direccionamiento
3. Registros
4. interfaz con el modulo de E/S
5. interfaz con el modulo de memoria
6. estructura del procesamiento de interrupciones
MICROOPERACIONES
MICROOPERACIONES
■ Son las operaciones
funcionales o atómicas de un procesador.
■ La ejecución de un
programa consiste en la ejecución secuencial de instrucciones.
■ Cada instrucción se ejecuta durante un ciclo de
instrucciones compuesto por subciclos.
■ La ejecución de cada
subciclo incluye una o más microoperaciones.
EL CICLO DE
CAPTACIÓN
EL CICLO DE CAPTACIÓN
■ Tiene lugar al principio de cada ciclo de instrucciones y hace que una instrucción sea captada a la memoria.
NOMBRE SIMBOLOGIA CONCEPTO
REGISTRO DE DIRECION DE MEMORIA (memory address
register)
MAR Está conectada a las líneas de dirección del bus del sistema. Especifica la dirección de memoria de una operación de lectura o de
escritura
REGISTRO INTERMEDIO DE MEMORIA (memory buffer register)
MBR Está conectado a las líneas de datos del bus del sistema. Contiene el valor a almacenar
en memoria o el último valor leído de memoria.
CONTADOR DE PROGRAMA (program counter)
PC Contiende la dirección de la siguiente instrucción a captar.
REGISTRO DE INSTRUCCIÓN (instruction register)
IR Contiene la última instrucción captada.
La dirección de la siguiente instrucción a ejecutar esta en el contador de programa (PC).
Llevar esa direccion al registro de direccion de memoria (MAR)
Es el unico registro conectado a las lineas de direccion del bus del sistema .
La direccion deseada (en MAR) se coloca en el bus de direcciones, la unidad de control emite una orden READ por el bus de control y el resultado aparce en el bus de datos y se copia en el registro intermedio de memoria (MBR) .
Transferir del contenido del registro interno de memoria (MBR) al registro de instruccion (IR)
■ Cada microoperacion implica la transferencia de datos hacia dentro o hacia afuera de un registro.
■ Simbólicamente podemos escribir esta secuencia de eventos como sigue:
Transferir el contenido de PC a MAR.
Transferir el contenido de la posición de memoria especifica por MAR a MBR. Incrementar la I en el contendido de PC.
Transferir el contenido de MBR a IR.
Cada microoperación puede llevarse a cabo dentro de una única unidad de tiempo.
■ Los agrupamientos de microoperaciones deben cumplir dos sencillas reglas:
1. debe seguirse la secuencia correcta de eventos.
2. deben evitarse los conflictos. No se debe intentar leer y escribir en el mismo registro en una unidad de tiempo, ya que los resultados serian imprevisibles.
■ Como punto final, en las microoperaciones incluye una suma para evitar la duplicación de circuitería.
CICLO INDIRECTO Y DE INTERRUPCIÓN
Microoperaciones – arquitectura del computador
Luis Medina
Ciclo Indirecto
■ Una vez captada una instrucción, el siguiente paso es captar los
operando fuente. Suponiendo en un formato de instrucción de una
dirección, que permite
direccionamiento directo e indirecto. Si la instrucción
especifica una dirección indirecta, un ciclo indirecto ha de proceder al ciclo de ejecución
Ciclo de interrupción
■ Cuando termina el ciclo de ejecución. Se realiza una
comprobación para determinar si ha ocurrido alguna interrupción habilitada. Si es así, tiene lugar un ciclo de interrupción. La naturaleza de este ciclo varia mucho de una maquina a otra.
CICLO DE
EJECUCIÓN
Definición
■ Los ciclos de captación indirecto y de interrupción son sencillas y predecibles. Cada uno implica una secuencia pequeña y fija de microoperaciones para cada ejecución de una instrucción.
■ Esto no ocurre así en el ciclo de ejecución. En una maquina con N códigos de operación diferentes pueden ocurrir N secuencias diferentes de microprocesadores.
En primer lugar, consideramos una instrucción de suma:
ADD R1, X
CICLO DE
INSTRUCCIÓN
Definición
■ Hemos visto que cada fase del ciclo de instrucción puede descomponerse en una secuencia de microoperaciones elementales. En nuestro ejemplo hay una secuencia para cada ciclo de captación y para el ciclo de ejecución existe una secuencia de microcontroladores para cada código de operación
■ Para completar la descripción, tenemos que unir la secuencia de microoperaciones.
Suponemos que hay un nuevo registro de dos bits llamados código de ciclo de instrucción.
Procesamiento de términos de ciclo
■ Captación
■ Indirecto
■ Ejecución
■ Interrupción
