De kontrollenhet det er en digital krets som styrer operasjoner og håndterer alle styresignaler i datamaskinens prosessor. Det lar logikkenheten, minnet og inngangs- og utgangsenhetene vite hvordan de kan replikere kommandoene som er mottatt fra et program. Derfor ruter den all inngangs- og utgangsstrøm, slår opp kode for programoperasjoner og styrer andre enheter ved å sende timing og styresignaler..
En styreenhet virker ved å tillate inngangsdata, som den omdanner til styresignaler og som deretter overføres til sentralprosessoren. Prosessoren instruerer de forskjellige enhetene hvilke operasjoner som skal utføres.
Denne enheten er komponenten i prosessoren som fungerer som hjernen din, og genererer instruksjonene for nesten alle operasjoner og sørger for at de blir utført riktig..
Eksempler på enheter som bruker kontrollenheter er sentral prosessorenhet (CPU) og grafikkbehandlingsenheten (GPU).
Artikkelindeks
For å utføre en handling, må CPU-kontrollenheten produsere det nødvendige styresignalet i riktig rekkefølge. Det er to tilnærminger som brukes til å generere disse kontrollsignalene i riktig rekkefølge.
Kontrollenheten består av logiske porter, flip-flops, digitale kretser, kodere og dekodere, som er kablet på en etablert måte..
Det kan betraktes som et apparat av tilstander, som varierer fra en tilstand til en annen i hver klokkesyklus, avhengig av innholdet i instruksjonsregisteret og de eksterne inngangene..
Utgangen fra dette tilstandsapparatet er styresignalene. Sekvensen av operasjoner utført av denne maskinen bestemmes av ledningene til de logiske elementene. Av den grunn kalles det "integrert".
Designet er basert på en bestemt arkitektur. Når endringer i instruksjonssettet er påkrevd, bør det gjøres endringer i ledninger og krets.
Dette er grunnlaget for arkitekturen for redusert instruksjonsberegning (RISC), som bare har et lite antall instruksjoner..
Kontrollsignaler er avgjørende for å lede utførelsen av operasjoner. De blir spredt av eksplisitt utformede logiske kretser, der signalgenereringsmetoden ikke kan modifiseres uten en fysisk endring i kretsstrukturen..
Styresignalene for å utføre en operasjon må sendes ikke på et eneste tidspunkt, men over hele den tidsperioden som tilsvarer instruksjonens eksekveringssyklus..
Opkoden til en instruksjon inkluderer grunnleggende informasjon for å kringkaste styresignalet.
Opkoden dekodes i instruksjons dekoderen. Dette består av et sett med dekodere som dekoder de forskjellige feltene i instruksjonens operasjonskode.
Instruksjonsavkoderen tillater styreenheten å gå inn i den første tilstanden som er koblet til utførelsen av den nye operasjonen, som varer så lenge tidssignalene og andre inngangssignaler forblir uendret..
En endring i noen av de ovennevnte signalene ber kontrollenheten om å endre tilstand.
Som et resultat får noen linjer som kommer ut av instruksjonsavkoderen verdier i signalet. Disse linjene er koblet til styresignalgeneratorenheten for de forskjellige enhetene på datamaskinen..
Ved å gjenta organiseringen av disse fasene er riktig rekkefølge av interne stater strukturert i kontrollenheten..
Når en ny instruksjon ankommer styreenheten, er de innebygde enhetene i utgangsstatus for å hente den nye instruksjonen.
Den vesentlige forskjellen i denne tilnærmingen med hensyn til den integrerte enheten er eksistensen av et kontrollager, som brukes til å lagre mikroprogrammene som inkluderer de kodede styresignalene som er essensielle for utførelsen av en operasjon..
Operasjonskoden til instruksjonen blir ikke dekodet for å umiddelbart opprette et styresignal, men adressen til et mikroprogram som er lagret i kontrollageret vil bli indikert.
Det vil si at styresignalene som er knyttet til instruksjonene lagres i spesielle minneceller som utskiftbar firmware..
Den mikroprogrammerte kontrollenheten er tregere enn den innebygde enheten på grunn av tiden det tar å gjenopprette operasjonene som er funnet i minneenheten.
Det er kontrollenhetens ansvar å informere inngangs- og utdataenhetene, hovedminnet og den logiske aritmetiske enheten på datamaskinen hvordan man replikerer operasjonene som blir utstedt til prosessoren..
Får programoperasjoner i minnet og tar dem med til prosessorregisteret. Avhengig av hva dette registeret inkluderer, lager kontrollenheten et signal som overvåker ytelsen til disse operasjonene.
Avhengig av hvilken type operasjon du går inn i kontrollenheten, kan du endre antall og rekkefølgen på trinnene som genereres for å velge og konfigurere delene av CPUen som skal brukes til å oppnå målet for operasjonen, enten det er flytting , modifisere eller lagre data.
Denne prosessen med dekodingsoperasjoner utføres igjen når telleren økes til neste lagrede adresse i programmet. Fra den adressen blir den nye operasjonen inngått i kontrollenheten, og så videre til slutten av programmet.
Funksjonene som utføres av en kontrollenhet vil være avhengig av typen CPU, på grunn av de eksisterende forskjellene i strukturen mellom de forskjellige merkene. Følgende diagram illustrerer hvordan instruksjonene i et program behandles.
- Håndterer flere oppgaver, for eksempel å finne og hente instruksjoner, dekode, administrere kjøring og lagre resultater.
- Mottar eksterne instruksjoner eller kommandoer som den konverterer til en sekvens av styresignaler.
- Tolke instruksjonene.
- Kontrollerer sekvensiell gjennomføring av instruksjoner.
- Koordinerer sekvensen av databevegelser inn, ut og mellom de mange prosessorunderenhetene.
- Regulerer og kontrollerer synkroniseringen av utførelsesenhetene, for eksempel den aritmetiske logiske enheten, og datalagrene og registerene i prosessoren.
- Sender og mottar styresignaler til andre dataenheter.
- Styrer og kontrollerer datastrømmen gjennom de forskjellige områdene på datamaskinen.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.