Pokud bychom museli definovat, ve kterých částech je procesor složen, pak je nejbezpečnější věc, že 99% času uděláme dělící čáru mezi dvěma částmi, na jedné straně výkonnými jednotkami a všemi prvky nezbytnými pro jeho provoz a pro Na druhé straně, řídící jednotka, která má na starosti snímání, ale zejména dekódování každé instrukce, pro to musíme rozumět instruktážnímu cyklu.
Chcete-li pochopit, jak řídicí jednotka práce , musíme nejprve pochopit jak cyklus každé instrukce funguje , Kde instrukce je nejprve zachycena z paměti a umístěna do registru instrukcí, dalším krokem je dekódování instrukce řídicí jednotkou , který po dokončení své práce odešle instrukci do prováděcí jednotky, která odpovídá této instrukci.
Jaké jsou úkoly řídící jednotky?
Řídicí jednotka je nepostradatelnou součástí, která průběžně a transparentně provádí následující seznam úloh:
- Koordinuje pohyb a pořadí dat, která se pohybují uvnitř a vně procesoru, jakož i mezi různými podjednotkami, které jsou jeho součástí.
- Interpretujte pokyny.
- Řídí různé ALU a prováděcí jednotky procesoru.
- Nemá na starosti pouze zachycení a dekódování instrukcí, ale také zapisování výsledků do registrů, mezipamětí nebo na odpovídající adresu RAM.
Řídicí jednotka je tedy skutečný stínový mozek uvnitř procesor, který má na starosti správu toho, aby všechny části CPU dostávaly správná data a kdykoli prováděly správné pokyny.
Pokyny k dekódování
Každý procesor má sadu registrů a pokynů nebo ISA že můžeme rozumět jako jazyk procesoru, takže v závislosti na každém procesoru může binární kód znamenat něco jiného . Ale ve všech z nich instrukce je vždy rozdělena na dvě části: operační kód a data . Operační kód je instrukční kód , každá instrukce vždy odpovídá stejnému operačnímu kódu v rámci ISA
Předpokládejme, že máme počítač s 3bitovým operačním kódem, takže to dává instrukce 2 ^ 3, prostřednictvím dekodéru n bitů můžeme vygenerovat výstup 2 ^ n bitů, v tomto případě 3 bity generují 8 různých cest podle typu instrukce, která má být provedena, bude provedena tak či onak, aby se to vyřešilo během fáze provádění instrukce.
Ne všechny pokyny projdou stejnými jednotkami a stejnými procesy, ne všechny mají potrubí stejné délky, a proto nebudou mít všechny stejné zacházení, protože není totéž provést součet, než přesunout data.
Typy řídicích jednotek
Máme hlavně dva typy řídicích jednotek, kabelové a mikroprogramované.
- Drátové řídicí jednotky se používají ve velmi jednoduchých procesorech , protože v nich nelze změnit tabulku registrů a instrukcí protože jsou nalezeny všechny datové cesty dříve pevně připojené , v kabelové řídicí jednotce budou mít pokyny vždy stejný výkon a nebudou moci přidávat nové nebo optimalizovat jejich provoz.
- V případě mikroprogramovaných řídicích jednotek se používá procesor, který je odpovědný za provádění všech funkcí řídicí jednotky , to umožňuje optimalizovat způsob provádění pokynů a dokonce přidávat nové pokyny.
Kvůli složitosti mikroprogramované řídicí jednotky provádějí dekódování instrukcí mnohem pomaleji, a proto se v závislosti na typu instrukce používá jeden nebo druhý typ řídicí jednotky, pokud jde o vyzkoušení každé z instrukcí.
