92 lines
7.6 KiB
Markdown
92 lines
7.6 KiB
Markdown
---
|
||
tags:
|
||
- служебное/доработать
|
||
pun: Пуля, попавшая в школьного учителя, вышла и зашла как положено
|
||
---
|
||
## Устройство управления
|
||
|
||
Если вы не помните про то, как микропрограммный автомат связан с устройством управления, перечитайте прошлый билет, а точнее его [[03 - Схема процессора (схема). Выполнение команд процессором. Операционные устройства. Типы операционных устройств с магистральной структурой. Устройство управления#^a29a65|последний абзац]]
|
||
|
||
## Микропрограммирование команд
|
||
|
||
Есть 2 основных вида микропрограммных автоматов, по названиям которых дается название всему УУ.
|
||
|
||
![[Глава 3. Процессор#^CU-types-list]]
|
||
|
||
Первый один раз и на века спаивается производителем (подробнее можно почитать [[Глава 3. Процессор#^846e1e|тут]]), его, как понимаете, не покодишь, а вот второй вполне можно.
|
||
|
||
*Я кратко резюмирую написанное [[Глава 3. Процессор#Микропрограммный автомат с программируемой логикой|тут]]*
|
||
|
||
Микрокоманды разбивают большую команду (`add rax, [rbx + 4 * rcx - 40]`) на маленькие шаги, чтобы не приходилось вообще все опкоды реализовывать аппаратно, это позволяло в свое время не слабо экономить на аппаратных частях процессора. Реализация примерно такая:
|
||
|
||
![[Глава 3. Процессор#^struct-image]]
|
||
|
||
![[Глава 3. Процессор#^f2908e]]
|
||
|
||
## Структура процессора с 3 шинами
|
||
|
||
*будет еще раз затронута при микропрограммировании, но раз препод расставил вопросы в таком порядке, приведу ее и тут*
|
||
|
||
![[Глава 3. Процессор#^b0a065]]
|
||
|
||
Запоминать эту радость надо, видимо, наизусть, но попытаюсь облегчить это дело, сдобрив пониманием:
|
||
|
||
> [!comment]- Примечение билетёра о том, почему модель такая, какая она есть
|
||
> **Можете не читать это, а просто заучить, я не заставляю**
|
||
>
|
||
> В общем-то здесь просто минимальная модель процессора, какая вообще возможна (и с оговорками). Меньше ее сделать нельзя по двум причинам:
|
||
>
|
||
> - На ней будет показываться микропрограммирование, что закрепляет часть элементов
|
||
> - Без остальных частей не заведется ни один уважающий себя процессор
|
||
>
|
||
> Сначала рассмотрим "обрубок АЛУ" как я его называю. Ранее по билетам%%укажи где%% я упоминал, что минимальный процессор должен уметь в операции сложения, сдвига и инверсии. Ну короче вот они все тут и стоят
|
||
>
|
||
> Любой процессор должен иметь счетчик команд для того, чтобы хотя бы просто идти вперед по списку команд.
|
||
>
|
||
> Регистр адреса нужен банально как дополнение к счетчику команд, чтобы формировать адреса операндов, без него совсем тяжко
|
||
>
|
||
> 2 регистра нужны, потому что архитектура у нас регистровая, а не стековая или еще какая, поэтому все операции через регистры, а значит регистров как минимум больше одного. Больше двух для целей демонстрации тоже смысла делать не было, вот препод и не нарисовал
|
||
>
|
||
> Буферный регистр придется запомнить, потому что он нужен во операциях сдвига или подобном, чтобы предотвращать гонки (race condition), когда результат операции может меняться из-за того, что в одном месте ток пришел на 3 наносекунды позже
|
||
>
|
||
> Константная единица нужна, чтобы можно было при демонстрации прибавить кол к какому-нибудь числу. Теоретически она выплевывает что-то типа $00 \dots 001$
|
||
>
|
||
> Память оставлю без комментариев - мы никуда без оперативы
|
||
|
||
Касаемо назначения циферок и как это дело микропрограммировать будем рассматривать [[#Пример микропрограммы|дальше]]
|
||
## Микрокоманды и микропрограмма
|
||
|
||
![[Глава 3. Процессор#Микрокоманды и микропрограммы]]
|
||
|
||
## Пример микропрограммы
|
||
|
||
*Тут обращаемся к нашей схеме*
|
||
|
||
![[Глава 3. Процессор#^b0a065]]
|
||
|
||
И вставлю сюда же чуть более обстоятельные объяснения:
|
||
|
||
![[Глава 3. Процессор#Процессор с тремя внутренними шинами]]
|
||
|
||
*Теперь я постараюсь объяснить, зачем тут каждый из шагов*
|
||
|
||
Во-первых оставлю отрывок из методички о том, как это объясняет препод:
|
||
|
||
![[Pasted image 20250106002341.png]]
|
||
|
||
%%*Того, что было написано в методичке маловато для того, чтобы закодить этот алгоритм, поэтому придется реализовать его вам самостоятельно. Ну или пишите - попробую реализовать его, но сейчас как будто бы билетов еще много впереди*%%
|
||
|
||
Теперь что касается строк таблицы (вместо "Регистр 1" и "Регистр 2" буду писать R1, R2):
|
||
|
||
1. Подать R1 на BB, подать R2 на AB, выполнить суммирование
|
||
2. Сумму поместить в регистр R1
|
||
3. Снова сложить R1 и R2 (повторяет шаг 1)
|
||
4. Поместить результат сложения в R2
|
||
5. Подать на BB вместо содержимого регистра кучу единиц, а на AB положить R1, инвертировать оба значения и результат сложить
|
||
6. Результат сложения в R1
|
||
|
||
Тут по идее 3 разных программы:
|
||
|
||
1. R1 = R1 + R2
|
||
2. R2 = R1 + R2
|
||
3. R1 = not R1 |