კაცობრიობამ დიდი გზა გაიარა კომპიუტერების შექმნისკენ, რომლის გარეშეც შეუძლებელია წარმოვიდგინოთ თანამედროვე საზოგადოება თავისი ცხოვრების ყველა ასპექტით მრეწველობის, ეროვნული ეკონომიკისა და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის სფეროებში. მაგრამ დღესაც კი, პროგრესი არ დგას, ხსნის კომპიუტერიზაციის ახალ ფორმებს. ტექნოლოგიური განვითარების ცენტრში უკვე რამდენიმე ათეული წელია არის მიკროპროცესორის (MP) სტრუქტურა, რომელიც იხვეწება მისი ფუნქციონალური და დიზაინის პარამეტრებით.
მიკროპროცესორის კონცეფცია
ზოგადი გაგებით, მიკროპროცესორის კონცეფცია წარმოდგენილია, როგორც პროგრამით კონტროლირებადი მოწყობილობა ან სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია დიდ ინტეგრირებულ წრეზე (LSI). MP-ის დახმარებით ხდება მონაცემთა დამუშავების ოპერაციები ან ინფორმაციის დამუშავების სისტემების მართვა. პირველ ეტაპებზეMP-ის შემუშავება ეფუძნებოდა ცალკეულ დაბალ ფუნქციურ მიკროსქემებს, რომლებშიც ტრანზისტორები იმყოფებოდნენ რამდენიმე ასამდე რაოდენობით. უმარტივესი ტიპიური მიკროპროცესორის სტრუქტურა შეიძლება შეიცავდეს მიკროსქემების ჯგუფს საერთო ელექტრული, სტრუქტურული და ელექტრული პარამეტრებით. ასეთ სისტემებს მიკროპროცესორულ კომპლექტს უწოდებენ. MP-თან ერთად, ერთი სისტემა ასევე შეიძლება შედგებოდეს მუდმივი და შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების მოწყობილობებისგან, ასევე კონტროლერებისგან და ინტერფეისებისგან გარე აღჭურვილობის დასაკავშირებლად - ისევ თავსებადი კომუნიკაციების საშუალებით. მიკროკონტროლერების კონცეფციის შემუშავების შედეგად მიკროპროცესორის ნაკრები დაემატა უფრო რთული სერვისის მოწყობილობებით, რეგისტრებით, ავტობუსის მძღოლებით, ტაიმერებით და ა.შ.
დღეს მიკროპროცესორი სულ უფრო ნაკლებად განიხილება, როგორც ცალკე მოწყობილობა პრაქტიკული გამოყენების კონტექსტში. მიკროპროცესორის ფუნქციონალური სტრუქტურა და მუშაობის პრინციპი უკვე დიზაინის ეტაპზე ხელმძღვანელობს გამოთვლითი მოწყობილობის გამოყენებას, რომელიც შექმნილია ინფორმაციის დამუშავებასა და მართვასთან დაკავშირებული რიგი ამოცანების შესასრულებლად. მიკროპროცესორული მოწყობილობის მუშაობის ორგანიზების პროცესების მთავარი რგოლი არის კონტროლერი, რომელიც ინარჩუნებს კონტროლის კონფიგურაციას და ურთიერთქმედების რეჟიმებს სისტემის გამოთვლით ბირთვსა და გარე აღჭურვილობას შორის. ინტეგრირებული პროცესორი შეიძლება ჩაითვალოს შუალედურ კავშირად კონტროლერსა და მიკროპროცესორს შორის. მისი ფუნქციონირება ორიენტირებულია დამხმარე ამოცანების გადაჭრაზე, რომლებიც პირდაპირ არ არის დაკავშირებული მთავარი MT-ის დანიშნულებასთან.კერძოდ, ეს შეიძლება იყოს ქსელური და საკომუნიკაციო ფუნქციები, რომლებიც უზრუნველყოფენ მიკროპროცესორული მოწყობილობის მუშაობას.
მიკროპროცესორების კლასიფიკაცია
უმარტივეს კონფიგურაციებშიც კი, დეპუტატებს აქვთ მრავალი ტექნიკური და ოპერატიული პარამეტრი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კლასიფიკაციის მახასიათებლების დასაყენებლად. კლასიფიკაციის ძირითადი დონეების გასამართლებლად, ჩვეულებრივ, განასხვავებენ სამ ფუნქციურ სისტემას - ოპერატიული, ინტერფეისი და კონტროლი. თითოეული ეს სამუშაო ნაწილი ასევე შეიცავს უამრავ პარამეტრს და განმასხვავებელ მახასიათებლებს, რომლებიც განსაზღვრავს მოწყობილობის მუშაობის ბუნებას.
მიკროპროცესორების ტიპიური სტრუქტურის თვალსაზრისით, კლასიფიკაცია უპირველეს ყოვლისა დაყოფს მოწყობილობებს მრავალჩიპიან და ერთჩიპიან მოდელებად. პირველებს ახასიათებთ ის ფაქტი, რომ მათ სამუშაო ერთეულებს შეუძლიათ ოფლაინ ფუნქციონირება და წინასწარ განსაზღვრული ბრძანებების შესრულება. და ამ მაგალითში გამოითქმის დეპუტატები, რომლებშიც აქცენტი კეთდება ოპერატიულ ფუნქციაზე. ასეთი პროცესორები ორიენტირებულია მონაცემთა დამუშავებაზე. იმავე ჯგუფში, მაგალითად, სამი ჩიპიანი მიკროპროცესორები შეიძლება იყოს კონტროლი და ინტერფეისი. ეს არ ნიშნავს, რომ მათ არ აქვთ ოპერატიული ფუნქცია, მაგრამ ოპტიმიზაციის მიზნებისთვის, კომუნიკაციისა და ენერგიის რესურსების უმეტესი ნაწილი გამოიყოფა მიკროინსტრუქციების გენერირების ან პერიფერიულ სისტემებთან ურთიერთქმედების უნარზე..
რაც შეეხება ერთი ჩიპის დეპუტატებს, ისინი შემუშავებულია ინსტრუქციების ფიქსირებული ნაკრებით და ყველა ტექნიკის კომპაქტური განლაგებით.ერთ ბირთვზე. ფუნქციონალური თვალსაზრისით, ერთი ჩიპიანი მიკროპროცესორის სტრუქტურა საკმაოდ შეზღუდულია, თუმცა ის უფრო საიმედოა, ვიდრე მრავალჩიპიანი ანალოგების სეგმენტური კონფიგურაციები.
კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კლასიფიკაცია ეხება მიკროპროცესორების ინტერფეისის დიზაინს. საუბარია შეყვანის სიგნალების დამუშავების გზებზე, რომლებიც დღეს კვლავაც იყოფა ციფრულ და ანალოგად. მიუხედავად იმისა, რომ თავად პროცესორები ციფრული მოწყობილობებია, ზოგიერთ შემთხვევაში ანალოგური ნაკადების გამოყენება ამართლებს თავს ფასისა და საიმედოობის თვალსაზრისით. თუმცა, კონვერტაციისთვის უნდა იქნას გამოყენებული სპეციალური გადამყვანები, რომლებიც ხელს უწყობენ სამუშაო პლატფორმის ენერგეტიკულ დატვირთვას და სტრუქტურულ სისრულეს. ანალოგური დეპუტატები (ჩვეულებრივ ერთი ჩიპი) ასრულებენ სტანდარტული ანალოგური სისტემების დავალებებს - მაგალითად, ისინი აწარმოებენ მოდულაციას, წარმოქმნიან რხევებს, შიფრავენ და ახდენენ სიგნალს.
დეპუტატის ფუნქციონირების დროებითი ორგანიზების პრინციპის მიხედვით, ისინი იყოფა სინქრონებად და ასინქრონებად. განსხვავება მდგომარეობს ახალი ოპერაციის დასაწყებად სიგნალის ბუნებაში. მაგალითად, სინქრონული მოწყობილობის შემთხვევაში, ასეთი ბრძანებები მოცემულია საკონტროლო მოდულებით, მიუხედავად მიმდინარე ოპერაციების შესრულებისა. ასინქრონული დეპუტატების შემთხვევაში ანალოგიური სიგნალი შეიძლება ავტომატურად გაიცეს წინა ოპერაციის დასრულების შემდეგ. ამისათვის ასინქრონული ტიპის მიკროპროცესორის ლოგიკურ სტრუქტურაში გათვალისწინებულია ელექტრონული წრე, რომელიც უზრუნველყოფს ცალკეული კომპონენტების მუშაობას ოფლაინ რეჟიმში, საჭიროების შემთხვევაში. დეპუტატის მუშაობის ორგანიზების ამ მეთოდის განხორციელების სირთულე განპირობებულია იმით, რომყოველთვის ერთი ოპერაციის დასრულების მომენტში არის საკმარისი გარკვეული რესურსები შემდეგი ოპერაციის დასაწყებად. პროცესორის მეხსიერება, როგორც წესი, გამოიყენება როგორც პრიორიტეტული რგოლი შემდგომი ოპერაციების არჩევისას.
მიკროპროცესორები ზოგადი და სპეციალური მიზნებისთვის
ზოგადი დანიშნულების MP-ის ძირითადი სფეროა სამუშაო სადგურები, პერსონალური კომპიუტერები, სერვერები და ელექტრონული მოწყობილობები, რომლებიც განკუთვნილია მასობრივი გამოყენებისთვის. მათი ფუნქციური ინფრასტრუქტურა ორიენტირებულია ინფორმაციის დამუშავებასთან დაკავშირებული ამოცანების ფართო სპექტრის შესრულებაზე. ასეთ მოწყობილობებს ავითარებს SPARC, Intel, Motorola, IBM და სხვები.
სპეციალიზებული მიკროპროცესორები, რომელთა მახასიათებლები და სტრუქტურა დაფუძნებულია ძლიერ კონტროლერებზე, ახორციელებენ ციფრული და ანალოგური სიგნალების დამუშავებისა და კონვერტაციის კომპლექსურ პროცედურებს. ეს არის ძალიან მრავალფეროვანი სეგმენტი ათასობით კონფიგურაციის ტიპით. ამ ტიპის MP სტრუქტურის თავისებურებები მოიცავს ერთი კრისტალის გამოყენებას, როგორც ბაზას ცენტრალური პროცესორისთვის, რომელიც, თავის მხრივ, შეიძლება იყოს ინტერფეისი დიდი რაოდენობით პერიფერიულ მოწყობილობებთან. მათ შორისაა შეყვანის/გამოსვლის საშუალებები, ბლოკები ტაიმერებით, ინტერფეისები, ანალოგური ციფრული გადამყვანები. ასევე გამოიყენება სპეციალიზებული მოწყობილობების დაკავშირება, როგორიცაა ბლოკები პულსის სიგანის სიგნალების გენერირებისთვის. შიდა მეხსიერების გამოყენების გამო, ასეთ სისტემებს აქვთ მცირე რაოდენობის დამხმარე კომპონენტები, რომლებიც მხარს უჭერენ ოპერაციასმიკროკონტროლერი.
მიკროპროცესორის სპეციფიკაციები
ოპერაციული პარამეტრები განსაზღვრავს მოწყობილობის ამოცანების დიაპაზონს და კომპონენტების კომპლექტს, რომლებიც, პრინციპში, შეიძლება გამოყენებულ იქნას კონკრეტულ მიკროპროცესორის სტრუქტურაში. MP-ის ძირითადი მახასიათებლები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:
- საათის სიხშირე. მიუთითებს ელემენტარული ოპერაციების რაოდენობას, რომელთა შესრულებაც სისტემას შეუძლია 1 წამში. და გამოხატულია MHz-ში. სტრუქტურული განსხვავებების მიუხედავად, სხვადასხვა დეპუტატი უმეტესად ასრულებენ მსგავს დავალებებს, მაგრამ თითოეულ შემთხვევაში ამას ინდივიდუალური დრო სჭირდება, რაც ციკლების რაოდენობაზე აისახება. რაც უფრო ძლიერია დეპუტატი, მით მეტი პროცედურის შესრულება შეუძლია მას ერთ დროის ერთეულში.
- სიგანე. ბიტების რაოდენობა, რომელიც მოწყობილობას შეუძლია ერთდროულად შეასრულოს. გამოყავით ავტობუსის სიგანე, მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე, შიდა რეგისტრები და ა.შ.
- ქეში მეხსიერების რაოდენობა. ეს არის მეხსიერება, რომელიც შედის მიკროპროცესორის შიდა სტრუქტურაში და ყოველთვის მუშაობს შეზღუდულ სიხშირეებზე. ფიზიკურ წარმოდგენაში ეს არის კრისტალი, რომელიც მოთავსებულია მთავარ MP ჩიპზე და მიერთებულია მიკროპროცესორის ავტობუსის ბირთვთან.
- კონფიგურაცია. ამ შემთხვევაში საუბარია ბრძანებების ორგანიზებაზე და მიმართვის მეთოდებზე. პრაქტიკაში, კონფიგურაციის ტიპი შეიძლება ნიშნავდეს ერთდროულად რამდენიმე ბრძანების შესრულების პროცესების გაერთიანების შესაძლებლობას, MP-ის მუშაობის რეჟიმებსა და პრინციპებს და პერიფერიული მოწყობილობების არსებობას ძირითად მიკროპროცესორულ სისტემაში.
მიკროპროცესორის არქიტექტურა
ძირითადად, MP უნივერსალურიაინფორმაციის პროცესორი, მაგრამ მისი მუშაობის ზოგიერთ სფეროში, ხშირად საჭიროა სპეციალური კონფიგურაციები მისი სტრუქტურის შესასრულებლად. მიკროპროცესორების არქიტექტურა ასახავს კონკრეტული მოდელის გამოყენების სპეციფიკას, რაც იწვევს სისტემაში ინტეგრირებული აპარატურის და პროგრამული უზრუნველყოფის მახასიათებლებს. კონკრეტულად, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ მოწოდებულ აქტივატორებზე, პროგრამის რეგისტრებზე, მისამართის მეთოდებსა და ინსტრუქციების კომპლექტებზე.
MP-ის ფუნქციონირების არქიტექტურისა და მახასიათებლების წარმოდგენისას, ისინი ხშირად იყენებენ მოწყობილობის დიაგრამებს და ხელმისაწვდომი პროგრამული რეგისტრების ურთიერთქმედებას, რომლებიც შეიცავს საკონტროლო ინფორმაციას და ოპერანდებს (დამუშავებულ მონაცემებს). აქედან გამომდინარე, რეგისტრის მოდელში არის სერვისის რეგისტრების ჯგუფი, ასევე სეგმენტები ზოგადი დანიშნულების ოპერანდების შესანახად. ამის საფუძველზე განისაზღვრება პროგრამების შესრულების მეთოდი, მეხსიერების ორგანიზების სქემა, მუშაობის რეჟიმი და მიკროპროცესორის მახასიათებლები. ზოგადი დანიშნულების დეპუტატის სტრუქტურა, მაგალითად, შეიძლება შეიცავდეს პროგრამის მრიცხველს, ასევე რეგისტრებს სისტემის მუშაობის რეჟიმების სტატუსისა და კონტროლისთვის. მოწყობილობის სამუშაო პროცესი არქიტექტურული კონფიგურაციის კონტექსტში შეიძლება იყოს წარმოდგენილი, როგორც რეგისტრის გადაცემის მოდელი, რომელიც უზრუნველყოფს მისამართების მიწოდებას, ოპერატორების და ინსტრუქციების შერჩევას, შედეგების გადაცემას და ა.შ. სხვადასხვა ინსტრუქციების შესრულება, დავალების მიუხედავად, იმოქმედებს სტატუსზე. რეგისტრაცია, რომლის შიგთავსი ასახავს პროცესორის ამჟამინდელ მდგომარეობას.
ზოგადი ინფორმაცია მიკროპროცესორების სტრუქტურის შესახებ
ამ შემთხვევაში, სტრუქტურა უნდა იქნას გაგებული არა მხოლოდ როგორც სამუშაო სისტემის კომპონენტების ნაკრები, არამედმათ შორის კავშირის საშუალებები, აგრეთვე მოწყობილობები, რომლებიც უზრუნველყოფენ მათ ურთიერთქმედებას. როგორც ფუნქციურ კლასიფიკაციაში, სტრუქტურის შინაარსი შეიძლება გამოიხატოს სამი კომპონენტის - ოპერატიული შინაარსის, ავტობუსთან კომუნიკაციის საშუალებების და მართვის ინფრასტრუქტურის მეშვეობით..
ოპერაციული ნაწილის მოწყობილობა განსაზღვრავს ბრძანების გაშიფვრისა და მონაცემთა დამუშავების ბუნებას. ეს კომპლექსი შეიძლება შეიცავდეს არითმეტიკულ-ლოგიკურ ფუნქციურ ბლოკებს, ასევე რეზისტორებს ინფორმაციის დროებით შესანახად, მიკროპროცესორის მდგომარეობის შესახებ ინფორმაციის ჩათვლით. ლოგიკური სტრუქტურა ითვალისწინებს 16-ბიტიანი რეზისტორების გამოყენებას, რომლებიც ასრულებენ არა მხოლოდ ლოგიკურ და არითმეტიკულ პროცედურებს, არამედ ცვლის ოპერაციებს. რეგისტრების მუშაობა შეიძლება ორგანიზებული იყოს სხვადასხვა სქემების მიხედვით, რომლებიც, სხვა საკითხებთან ერთად, განსაზღვრავს მათ ხელმისაწვდომობას პროგრამისტისთვის. ცალკე რეესტრი დაცულია ბატარეის პაკეტის ფუნქციისთვის.
ავტობუსის დამწყებლები პასუხისმგებელნი არიან პერიფერიულ მოწყობილობებთან შეერთებაზე. მათი ამოცანების დიაპაზონი ასევე მოიცავს მეხსიერებიდან მონაცემების ამოღებას და ბრძანებების რიგის შექმნას. ტიპიური მიკროპროცესორის სტრუქტურა მოიცავს IP ბრძანების მაჩვენებელს, მისამართების შემკრებებს, სეგმენტის რეგისტრებს და ბუფერებს, რომელთა მეშვეობითაც ხდება მისამართების ავტობუსების ბმულები.
საკონტროლო მოწყობილობა, თავის მხრივ, წარმოქმნის საკონტროლო სიგნალებს, შიფრავს ბრძანებას და ასევე უზრუნველყოფს გამოთვლითი სისტემის მუშაობას, გასცემს მიკრო ბრძანებებს შიდა MP ოპერაციებისთვის.
სტუქტურა ძირითადი MP
ამ მიკროპროცესორის გამარტივებული სტრუქტურა უზრუნველყოფს ორ ფუნქციასნაწილები:
- საოპერაციო ოთახი. ეს განყოფილება მოიცავს კონტროლისა და მონაცემთა დამუშავების საშუალებას, ასევე მიკროპროცესორულ მეხსიერებას. სრული კონფიგურაციისგან განსხვავებით, მიკროპროცესორის ძირითადი სტრუქტურა გამორიცხავს სეგმენტის რეგისტრებს. ზოგიერთი აღმასრულებელი მოწყობილობა გაერთიანებულია ერთ ფუნქციურ ერთეულში, რაც ასევე ხაზს უსვამს ამ არქიტექტურის ოპტიმიზებულ ბუნებას.
- ინტერფეისი. არსებითად, მთავარ მაგისტრალთან კომუნიკაციის უზრუნველყოფის საშუალება. ეს ნაწილი შეიცავს შიდა მეხსიერების რეგისტრებს და მისამართების დამამატებელს.
სიგნალის მულტიპლექსირების პრინციპი ხშირად გამოიყენება ძირითადი დეპუტატების გარე გამომავალ არხებზე. ეს ნიშნავს, რომ სიგნალიზაცია ხდება საერთო დროის გაზიარების არხებით. გარდა ამისა, სისტემის ამჟამინდელი ოპერაციული რეჟიმიდან გამომდინარე, ერთი და იგივე გამომავალი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა მიზნით სიგნალების გადასაცემად.
მიკროპროცესორის ინსტრუქციის სტრუქტურა
ეს სტრუქტურა დიდწილად დამოკიდებულია ზოგად კონფიგურაციაზე და MP ფუნქციური ბლოკების ურთიერთქმედების ბუნებაზე. თუმცა, სისტემის დიზაინის ეტაპზეც კი, დეველოპერები აყალიბებენ ოპერაციების გარკვეული მასივის გამოყენების შესაძლებლობებს, რომლის საფუძველზეც შემდგომში იქმნება ბრძანებების ნაკრები. ყველაზე გავრცელებული ბრძანების ფუნქციები მოიცავს:
- მონაცემთა გადაცემა. ბრძანება ასრულებს წყაროსა და დანიშნულების ოპერანდების მნიშვნელობების მინიჭების ოპერაციებს. რეგისტრები ან მეხსიერების უჯრედები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ეს უკანასკნელი.
- შეყვანა-გამომავალი. მეშვეობითI/O ინტერფეისის მოწყობილობები გადასცემენ მონაცემებს პორტებში. მიკროპროცესორის სტრუქტურისა და პერიფერიულ აპარატურასა და შიდა ერთეულებთან მისი ურთიერთქმედების შესაბამისად, ბრძანებები ადგენს პორტის მისამართებს.
- ტიპის კონვერტაცია. დადგენილია გამოყენებული ოპერანდების ფორმატები და ზომის მნიშვნელობები.
- შეფერხებები. ამ ტიპის ინსტრუქცია შექმნილია პროგრამული უზრუნველყოფის შეფერხებების გასაკონტროლებლად - მაგალითად, ეს შეიძლება იყოს პროცესორის ფუნქციის გაჩერება, სანამ I/O მოწყობილობები დაიწყებენ მუშაობას.
- ციკლების ორგანიზება. ინსტრუქციები ცვლის ECX რეგისტრის მნიშვნელობას, რომელიც შეიძლება გამოვიყენოთ მრიცხველად გარკვეული პროგრამის კოდის შესრულებისას.
როგორც წესი, დაწესებულია შეზღუდვები ძირითად ბრძანებებზე, რომლებიც დაკავშირებულია მეხსიერების გარკვეული მოცულობით მუშაობის, რეგისტრებისა და მათი შინაარსის ერთდროულად მართვის უნართან.
MP მართვის სტრუქტურა
MP მართვის სისტემა დაფუძნებულია საკონტროლო ერთეულზე, რომელიც დაკავშირებულია რამდენიმე ფუნქციურ ნაწილთან:
- სიგნალის სენსორი. განსაზღვრავს იმპულსების თანმიმდევრობას და პარამეტრებს, თანაბრად ანაწილებს მათ დროში ავტობუსებზე. სენსორების მუშაობის მახასიათებლებს შორის არის ოპერაციების შესასრულებლად საჭირო ციკლებისა და საკონტროლო სიგნალების რაოდენობა.
- სიგნალების წყარო. მიკროპროცესორის სტრუქტურაში საკონტროლო განყოფილების ერთ-ერთი ფუნქცია ენიჭება სიგნალების წარმოქმნას ან დამუშავებას - ეს არის მათი გადართვა კონკრეტულ ციკლში კონკრეტულ ავტობუსზე.
- ოპერაციული კოდის დეკოდერი. ახორციელებს ინსტრუქციის რეესტრში არსებული საოპერაციო კოდების გაშიფვრასამ მომენტში. აქტიური ავტობუსის განსაზღვრასთან ერთად, ეს პროცედურა ასევე ხელს უწყობს საკონტროლო იმპულსების თანმიმდევრობის გენერირებას.
საკონტროლო ინფრასტრუქტურაში მცირე მნიშვნელობა აქვს მუდმივ შესანახ მოწყობილობას, რომელიც თავის უჯრედებში შეიცავს დამუშავების ოპერაციების შესასრულებლად საჭირო სიგნალებს. იმპულსური მონაცემების დამუშავებისას ბრძანებების დასათვლელად შეიძლება გამოყენებულ იქნას მისამართის გენერირების განყოფილება - ეს არის მიკროპროცესორის შიდა სტრუქტურის აუცილებელი კომპონენტი, რომელიც შედის სისტემის ინტერფეისის ერთეულში და საშუალებას გაძლევთ წაიკითხოთ მეხსიერების რეგისტრების დეტალები. სიგნალებით სრულად.
მიკროპროცესორის კომპონენტები
ფუნქციური ბლოკების უმეტესობა, ისევე როგორც გარე მოწყობილობები, ორგანიზებულია მათსა და ცენტრალურ მიკროსქემის დეპუტატს შორის შიდა ავტობუსის მეშვეობით. შეიძლება ითქვას, რომ ეს არის მოწყობილობის საყრდენი ქსელი, რომელიც უზრუნველყოფს ყოვლისმომცველ საკომუნიკაციო ბმულს. სხვა საქმეა, რომ ავტობუსი ასევე შეიძლება შეიცავდეს სხვადასხვა ფუნქციური დანიშნულების ელემენტებს - მაგალითად, მონაცემთა გადაცემის სქემებს, მეხსიერების უჯრედების გადაცემის ხაზებს, ასევე ინფრასტრუქტურას ინფორმაციის ჩაწერისა და კითხვისთვის. თავად ავტობუსის ბლოკებს შორის ურთიერთქმედების ბუნება განისაზღვრება მიკროპროცესორის სტრუქტურით. MP-ში შემავალი მოწყობილობები, ავტობუსის გარდა, მოიცავს შემდეგს:
- არითმეტიკული ლოგიკური ერთეული. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეს კომპონენტი შექმნილია ლოგიკური და არითმეტიკული ოპერაციების შესასრულებლად. ის მუშაობს როგორც რიცხვითი, ასევე სიმბოლოების მონაცემებით.
- სამართავი მოწყობილობა. Პასუხისმგებელიკოორდინაცია MT-ის სხვადასხვა ნაწილების ურთიერთქმედებაში. კერძოდ, ეს ბლოკი წარმოქმნის საკონტროლო სიგნალებს, რომლებიც მიმართავს მათ მანქანის მოწყობილობის სხვადასხვა მოდულს დროის გარკვეულ მომენტებში.
- მიკროპროცესორული მეხსიერება. გამოიყენება ინფორმაციის ჩასაწერად, შესანახად და გასაცემად. მონაცემები შეიძლება ასოცირებული იყოს როგორც სამუშაო გამოთვლით ოპერაციებთან, ასევე პროცესებთან, რომლებიც ემსახურება მანქანას.
- მათემატიკური პროცესორი. იგი გამოიყენება როგორც დამხმარე მოდული სიჩქარის გასაზრდელად რთული გამოთვლითი ოპერაციების შესრულებისას.
კოპროცესორის სტრუქტურის მახასიათებლები
ტიპიური არითმეტიკული და ლოგიკური მოქმედებების შესრულების ფარგლებშიც კი არ არის საკმარისი ტევადობა ჩვეულებრივი დეპუტატისთვის. მაგალითად, მიკროპროცესორს არ აქვს მცურავი წერტილის არითმეტიკული ინსტრუქციების შესრულების შესაძლებლობა. ასეთი ამოცანებისთვის გამოიყენება კოპროცესორები, რომელთა სტრუქტურა ითვალისწინებს ცენტრალური პროცესორის კომბინაციას რამდენიმე დეპუტატთან. ამავდროულად, თავად მოწყობილობის მუშაობის ლოგიკას არ აქვს ფუნდამენტური განსხვავებები არითმეტიკული მიკროსქემების აგების ძირითადი წესებისგან.
კოპროცესორები ასრულებენ ტიპურ ბრძანებებს, მაგრამ ცენტრალურ მოდულთან მჭიდრო ურთიერთქმედებით. ეს კონფიგურაცია ითვალისწინებს ბრძანების რიგების მუდმივ მონიტორინგს მრავალ ხაზში. ამ ტიპის მიკროპროცესორის ფიზიკურ სტრუქტურაში ნებადართულია დამოუკიდებელი მოდულის გამოყენება შეყვანა-გამოსვლის უზრუნველსაყოფად, რომლის მახასიათებელია მისი ბრძანებების არჩევის შესაძლებლობა. თუმცა, ასეთი სქემის სწორად მუშაობისთვის, კოპროცესორებმა მკაფიოდ უნდა განსაზღვრონ ინსტრუქციის შერჩევის წყარო.მოდულებს შორის ურთიერთქმედების კოორდინაცია.
მიკროპროცესორის განზოგადებული სტრუქტურის აგების პრინციპი მკაცრად დაწყვილებული კონფიგურაციით ასევე დაკავშირებულია კოპროცესორული მოწყობილობის კონცეფციასთან. თუ წინა შემთხვევაში შეგვიძლია ვისაუბროთ დამოუკიდებელ I/O ბლოკზე ბრძანებების საკუთარი შერჩევის შესაძლებლობით, მაშინ მტკიცედ დაწყვილებული კონფიგურაცია გულისხმობს დამოუკიდებელი პროცესორის სტრუქტურაში ჩართვას, რომელიც აკონტროლებს ბრძანებების ნაკადებს.
დასკვნა
მიკროპროცესორის შექმნის პრინციპებმა განიცადა რამდენიმე ცვლილება პირველი გამოთვლითი მოწყობილობების გამოჩენის შემდეგ. შეიცვალა რესურსების მხარდაჭერის მახასიათებლები, დიზაინი და მოთხოვნები, რამაც რადიკალურად შეცვალა კომპიუტერი, მაგრამ ზოგადი კონცეფცია ფუნქციური ბლოკების ორგანიზების ძირითადი წესებით უმეტესწილად იგივე რჩება. თუმცა, მიკროპროცესორის სტრუქტურის განვითარების მომავალზე შესაძლოა გავლენა იქონიოს ნანოტექნოლოგიამ და კვანტური გამოთვლითი სისტემების გამოჩენამ. დღეს ასეთი სფეროები განიხილება თეორიულ დონეზე, მაგრამ დიდი კორპორაციები აქტიურად მუშაობენ ინოვაციურ ტექნოლოგიებზე დაფუძნებული ახალი ლოგიკური სქემების პრაქტიკული გამოყენების პერსპექტივაზე. მაგალითად, როგორც MT-ის შემდგომი განვითარების შესაძლო ვარიანტი, არ არის გამორიცხული მოლეკულური და სუბატომური ნაწილაკების გამოყენება და ტრადიციული ელექტრული სქემები შეიძლება დაუთმოს ელექტრონის მიმართული ბრუნვის სისტემებს. ეს შესაძლებელს გახდის ფუნდამენტურად ახალი არქიტექტურის მქონე მიკროსკოპული პროცესორების შექმნას, რომელთა შესრულება ბევრჯერ გადააჭარბებს დღევანდელს.დეპუტატი.
