Вход регистра Состояния Режима (MSTAT) устанавливает арифметические режимы для вычислительных блоков, а регистр Состояния Арифметики записывает состояние/условия для результатов вычислительных операций.
У вычислительных блоков процессора ЦОС имеется регистровый файл данных - набор регистров данных, которые пересылают данные между шинами данных и вычислительными устройствами. Программы ЦОС используют эти регистры как локальное хранилище операндов и результатов.
Регистровый файл показан на рисунке 2. Регистровый файл состоит из 16 главных и 16 второстепенных (альтернативных) регистров. Все регистры данных 16-ти разрядные.
Доступ к данным памяти программ и к данным памяти данных для чтения их из регистрового файла или записи данных в регистровый файл происходит по шинам ПП и ПД, соответственно. Один доступ к шине ПП и/или один доступ к шине ПД может быть осуществлён за один цикл. Между регистрами в файле и шинами ПП и ПД могут пересылаться данные разрядностью до 16 бит по каждой шине.
Если операция указывает один и тот же регистр и как входной, и как выходной, то чтение происходит в течение первой половины цикла, а запись - во второй. При этом процессор использует старые данные как операнд перед тем, как обновить значение регистра новым значением (результатом). Если имеет место запись нескольких значений на одну позицию в один цикл, записывается значение операции с высшим приоритетом. Процессор ЦОС определяет приоритет на запись по типу операции; приоритеты от высшего к низшему:
Операции пересылок: регистр-регистр, регистр-память или память-регистр
Вычислительные операции: АЛУ, умножитель или устройство сдвига
Программный секвенсер.
Программный секвенсер процессора ЦОС управляет ходом программы, постоянно обеспечивая адрес следующей команды, которая будет выполняться другими частями процессора ЦОС. В основном ход программы в процессоре ЦОС линейный с последовательным выполнением команд процессором. Этот линейный поток иногда изменяется, когда программа использует непоследовательные программные структуры. Непоследовательные структуры направляют процессор ЦОС на выполнение команды, которые находятся не по следующему адресу. Эти структуры включают:
Циклы. Одна последовательность инструкций выполняется несколько раз с близким к нулю количеством лишних циклов.
Подпрограммы. Процессор прерывает последовательный ход, чтобы выполнить команды из другой части памяти программ.
Переходы. Ход программы перемещается в другую часть памяти программ.
Прерывания. Подпрограммы, в которые события в которые события переключают выполнение программы.
«Ленивый» режим. Команда, которая заставляет процессор прекратить операции. Процессор находится в этом состоянии до появления прерывания. Затем процессор обслуживает прерывание и продолжает нормальное функционирование.
Секвенсер управляет выполнением этих программных структур, путём выборки следующей команды. Как часть этих процессов секвенсер выполняет следующие задания:
Инкрементирует адрес выборки
Обслуживает стеки
Оценивает условия
Декрементирует счётчик цикла
Вычисляет новый адрес
Обслуживает КЭШ команд
Управляет прерываниями
КЭШ команд.
Обычно секвенсер осуществляет выборку команды из памяти в каждом цикле. Иногда, ограничения шины не позволяют некоторым данным и командам быть выбранными в один цикл. Для уменьшения этих ограничений, процессор ЦОС имеет КЭШ команд.
Когда процессор ЦОС выполняет команду, которая требует доступа к данным по шине данных ПП, возникает конфликт, потому что секвенсер использует шину данных ПП для выборки команд.
Когда пересылка данных по шине ПД нуждается в доступе к тому же блоку памяти, из которого процессор ЦОС осуществляет выборку команд, возникает конфликт блока, потому что только одна шина может получить доступ к блоку в один момент времени.
Для избежания конфликтов шин и блоков процессор ЦОС помещает эти команды в КЭШ, уменьшая тем самым задержки. Работа КЭШа не требует вмешательств, за исключением случаев включения и отключения КЭШа.
В первый раз, когда процессор ЦОС встречается с конфликтом выборки, процессор должен ждать, чтобы выбрать команду в следующем цикле, что вызывает задержку. Процессор ЦОС автоматически записывает выбранную команду в КЭШ, чтобы предотвратить такую задержку в будущем.
Двухканальный усилитель низкой частоты 2х22Вт
Предлагаемый усилитель обладает малыми габаритами и широким диапазоном
питающих напряжений. УНЧ воспроизводит частоты 45 Гц…20 кГц при коэффициенте
нелинейн ...
Устройство оперативной памяти статического типа емкостью 12 Кб для микропроцессора Intel 8080
Одним
из ведущих направлений развития современной микроэлектронной элементной базы
являются большие интегральные микросхемы памяти, которые служат основой д ...
Расчет параметров различных видов сигналов
В последнее десятилетие ХХ века произошла научно-техническая
революция в области транспортной связи, в основе которой лежат два крупных
достижения науки сер ...