Hur gör och vad är styrenheten för en processor?

Styrenhet för en processor

Om vi ​​var tvungna att definiera i vilka delar en processor består, är det säkraste att vi 99% av tiden skulle göra en skiljelinje mellan två delar, å ena sidan, exekveringsenheterna och alla element som är nödvändiga för dess funktion och för Å andra sidan styrenheten, som är ansvarig för fångsten, men särskilt avkodningen av varje instruktion, för detta måste vi förstå instruktionscykeln.

För att förstå hur styrenheten fungerar , vi måste först förstå hur cykeln för varje instruktion fungerar Där en instruktion fångas först från minnet och placeras i instruktionsregistret, nästa steg är avkodningen av instruktionen av styrenheten , som efter avslutat arbete skickar instruktionen till den exekveringsenhet som motsvarar den instruktionen.

Vilka uppgifter har kontrollenheten?

styrenhet

Styrenheten är en oumbärlig del som utför följande lista över jobb kontinuerligt och transparent:

  • Den samordnar rörelsen och ordningen på data som rör sig i och utanför processorn, liksom mellan de olika underenheterna som ingår i den.
  • Tolk instruktionerna.
  • Den styr processornas olika ALU: er och exekveringsenheter.
  • Det ansvarar inte bara för att fånga och avkoda instruktionerna, utan också för att skriva resultaten i registren, cacheminnet eller i motsvarande adress på RAM-minnet.

Kontrollenheten är därför den sanna skugghjärnan inuti CPU, som ansvarar för att hantera att alla delar av CPU: n tar emot korrekta data och utför korrekta instruktioner hela tiden.

Avkodningsinstruktioner

Avkodningsinstruktioner Varje processor har en uppsättning register och instruktioner eller ISA som vi kan förstå som processorns språk, så beroende på varje processor kan en binär kod betyda en eller annan sak . Men i alla av dem instruktion är alltid uppdelad i två delar: opkoden och data . Opkoden är instruktionskod , motsvarar varje instruktion alltid samma opkod inom en ISA

Anta att vi har en dator med en 3-bitars opcode så detta ger 2 ^ 3 instruktioner, genom en avkodare på n bitar kan vi generera en utgång på 2 ^ n bitar, i det här fallet genererar 3 bitar 8 olika banor, beroende på typen instruktioner som ska utföras kommer att tas på ett eller annat sätt för att lösa det under instruktionens utförande.

Inte alla instruktioner kommer att gå igenom samma enheter och samma processer, inte alla har en rörledning av samma längd och därför kommer de inte alla att ha samma behandling, eftersom det inte är samma att göra en summa än att flytta en data.

Typer av styrenheter

Procesador gör

Vi har huvudsakligen två typer av styrenheter, kabelanslutna och mikroprogrammerade.

  • Trådbundna styrenheter används i mycket enkla processorer , eftersom i dem tabellen över register och instruktioner inte kan ändras eftersom alla datavägar som tidigare har anslutits på ett fast sätt hittas , i en trådbunden styrenhet kommer instruktionerna alltid att ha samma prestanda och de kommer inte att kunna lägga till nya eller optimera deras funktion.
  • I fallet med mikroprogrammerade styrenheter används en processor som ansvarar för att utföra alla funktioner i styrenheten , detta möjliggör optimering av hur instruktionerna ska köras och till och med nya instruktioner.

På grund av den mikroprogrammerade styrenhetens komplexitet utför de avkodningen av instruktionerna mycket långsammare, varför beroende på typ av instruktion används en eller annan typ av styrenhet när det gäller att prova var och en av instruktionerna.