Unitatea de comandă este un circuit digital care guvernează operațiunile și gestionează toate semnalele de control din cadrul procesorului unui computer. Permite unității logice, memoriei și perifericelor de intrare și ieșire să știe cum să reproducă comenzile primite de la un program. Prin urmare, direcționează toate fluxurile de intrare și ieșire, caută codul pentru operațiunile programului și direcționează alte unități prin trimiterea de semnale de sincronizare și control..
O unitate de control acționează prin admiterea datelor de intrare, pe care le transformă în semnale de control și care sunt ulterior transmise procesorului central. Procesorul instruiește diferitele dispozitive ce operațiuni trebuie efectuate.
Această unitate este componenta procesorului care acționează ca creierul dvs., generând instrucțiunile pentru aproape toate operațiile și asigurându-vă că acestea sunt executate corect..
Exemple de dispozitive care utilizează unități de control sunt unitatea centrală de procesare (CPU) și unitatea de procesare grafică (GPU).
Indice articol
Pentru a executa o acțiune, unitatea de control CPU trebuie să producă semnalul de control necesar în ordinea corespunzătoare. Există două abordări care sunt utilizate pentru a genera aceste semnale de control în secvența corectă.
Unitatea de control este formată din porți logice, flip-flop-uri, circuite digitale, codificatoare și decodificatoare, care sunt conectate într-un mod stabilit..
Poate fi considerat ca un aparat de stări, care variază de la o stare la alta în fiecare ciclu de ceas, în funcție de conținutul registrului de instrucțiuni și de intrările externe..
Ieșirea acestui aparat de stare sunt semnalele de control. Secvența operațiunilor efectuate de această mașină este determinată de cablarea elementelor logice. Din acest motiv se numește „integrat”.
Designul se bazează pe o arhitectură specifică. Când sunt necesare modificări la setul de instrucțiuni, ar trebui făcute modificări la cablare și la circuit.
Aceasta este baza pentru arhitectura de calcul redus a setului de instrucțiuni (RISC), care are doar un număr mic de instrucțiuni..
Semnalele de control sunt esențiale pentru a direcționa executarea operațiunilor. Acestea sunt diseminate prin circuite logice proiectate expres, în care metoda de generare a semnalului nu poate fi modificată fără o modificare fizică a structurii circuitului..
Semnalele de control pentru efectuarea unei operațiuni trebuie difuzate nu într-un singur moment, ci pe întreaga perioadă de timp corespunzătoare ciclului de execuție a instrucțiunilor..
Opcode-ul unei instrucțiuni include informațiile de bază pentru difuzarea semnalului de control.
Codul opțional este decodat în decodificatorul de instrucțiuni. Acesta constă dintr-un set de decodoare care decodează diferitele câmpuri ale codului de funcționare al instrucțiunii.
Decodorul de instrucțiuni permite unității de control să intre în prima stare legată de executarea noii operații, care durează atât timp cât semnalele de sincronizare și alte semnale de intrare rămân neschimbate..
O modificare a oricăruia dintre semnalele de mai sus determină unitatea de control să schimbe starea.
Ca urmare, unele linii care ies din decodorul de instrucțiuni capătă valori în semnal. Aceste linii sunt cuplate la dispozitivul generator de semnal de control pentru diferitele unități ale computerului..
Prin repetarea organizării acestor faze, ordonarea corespunzătoare a stărilor interne este structurată în unitatea de control..
Când o nouă instrucțiune ajunge la unitatea de control, unitățile încorporate se află în starea inițială pentru a prelua noua instrucțiune.
Diferența esențială a acestei abordări în ceea ce privește unitatea integrată este existența unui depozit de control, care este utilizat pentru a stoca microprogramele care includ semnalele de control codificate esențiale pentru executarea unei operații..
Codul de funcționare al instrucțiunii nu va fi decodat pentru a crea imediat un semnal de control, dar va fi indicată adresa unui microprogram care este stocat în depozitul de control.
Adică, semnalele de control atașate instrucțiunilor sunt stocate în celule de memorie speciale ca firmware înlocuibil..
Unitatea de control microprogramată este mai lentă decât unitatea încorporată datorită timpului necesar pentru a restabili operațiunile găsite în unitatea de memorie.
Este responsabilitatea unității de control să informeze dispozitivele de intrare și ieșire, memoria principală și unitatea logico-aritmetică a computerului cum să reproducă operațiunile emise procesorului..
Obține operațiunile programului în memorie și le duce la registrul procesorului. În funcție de ceea ce include acest registru, unitatea de control creează un semnal care monitorizează performanța acestor operațiuni.
În funcție de tipul de operație pe care îl introduceți în unitatea de control, puteți schimba numărul și ordinea etapelor secvențiale generate pentru a selecta și configura părțile CPU care vor fi utilizate pentru a atinge obiectivul operației, indiferent dacă este mutat , modificați sau stocați date.
Acest proces de decodare se efectuează din nou atunci când contorul este incrementat la următoarea adresă salvată a programului. De la acea adresă noua operație este introdusă în unitatea de control și așa mai departe până la sfârșitul programului.
Funcțiile îndeplinite de o unitate de control vor depinde de tipul de CPU, datorită disparităților existente în structura dintre diferitele mărci. Următoarea diagramă ilustrează modul în care sunt procesate instrucțiunile dintr-un program.
- Gestionează mai multe sarcini, cum ar fi găsirea și recuperarea instrucțiunilor, decodarea, gestionarea execuției și stocarea rezultatelor.
- Primește instrucțiuni sau comenzi externe pe care le convertește într-o succesiune de semnale de control.
- Interpretează instrucțiunile.
- Controlează executarea secvențială a instrucțiunilor.
- Coordonează secvența mișcărilor de date în, afară și între numeroasele subunități ale procesorului.
- Reglează și controlează sincronizarea unităților de execuție, cum ar fi unitatea logică aritmetică, precum și stocările de date și registrele conținute în procesor.
- Trimite și primește semnale de control către alte dispozitive de calcul.
- Direcționează și controlează fluxul de date prin diferitele zone ale computerului.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.