Utasítás végrehajtás lépései 1. Utasítás lehívás (Fatch) 2. Utasításszámláló tartalmának növelése 3. Műveleti kód dekódolása, operandusok címének meghatározása 4. Művelethez szükséges adatok előkészítése 5. Végrehajtás 6. Eredmény elhelyezése ( ált. akkumulátorban)

Utasítás végrehajtás lépései

Műveleti vezérlés

Műveleti vezérlés

Műveleti vezérlés Horizontális Kódolt horizontális Kétszintű horizontális Vertikális

Huzalozott vezérlés

Mikroprogramozott vezérlés

CISC processzorok műveleti vezérlése

RISC processzorok műveleti vezérlése

Mikroprocesszorok fő részei

Utasítás végrehajtás gyorsítása- Pipeline

Pipeline működésének akadályai Memóriautasítások: A tároló hozzáférési ideje nagy Nincs külön utasítás és adattár (Harward - Neumann struktúra) Megoldások: Váróciklus alkalmazása Késleltetett memóriautasítás( delayed load) Load R1, mem(A) load R1, mem(A) Load R2, mem(B) load R2, mem(B) Add R3,R1,R2 nop add R3,R1,R2

Pipeline működésének akadályai

Elágazások kezelése Alapmódszer: Pipeline törlése elágazó utasításkor.

Késleltetett alágazás ( Delayed branch)

RISC processzorok Cél: a feldolgozás gyorsítása. Eszközök: Egyszerű hardver Egyszerű utasítások, bonyolult utasítások szubrutinnal A komplex utasítások elhagyásával hely szabadul fel regiszter tárak, cache memóriák számára Nagyobb sebességű technológiák alkalmazása ( GaAs) Optimalizáló fordítók

RISC és CISC processzorok jellemzői

Tároló kezelés Tároló hierarchia

Regisztertárak Regiszterbank Ablaktechnika Blokktechnika

Cache tárak Cache –hit Cache-miss

Cache tárak jellemzői az egy egységben mozgatott adatmennyiség Cache tár méret: 8-256 KB Blokk méret : az egy egységben mozgatott adatmennyiség Sorméret Az az adatmennyiség, amely az összehasonlításhoz kijelölhető Helyettesítési algoritmus A felesleges blokkok cseréjének algoritmusa Adataktualizálási módszer ( write strategy) Az az eljárás, amellyel a módosítangó adatot a cache és a főtárba írjuk Adategyezőség biztosítási mód A cache és a főtár tartalmának egyezősége

Asszociatív ( tartalom szerint elérhető) tárak

LRU algoritmus

Virtuális tárkezelés Probléma: a végrehajtáshoz a program és az adat az operatív tárolóban kell, legyen. A program nagyobb, mint a tár. A felhasználó a virtuális tárat látja. Virtuális címtartomány-fizikai címtartomány. Virtuális cím átszámítás valós, fizikai címmé: a tároló kezelő rendszer ( Memory Management Unit ) feladata. Szegmens: olyan adatblokk, melynek mérete nem rögzített Lap: Mérete rögzített és azonos

Virtuális tárkezelés

Fizikai cím kiszámítása táblázat alapján

Szegmenscímek

Lapcímek

Szegmentált lapcím számítás