Implementação da CPU Análise de um computador simplificado Implementação da Unidade de Controle para o computador simplificado

Um computador simplificado (possível implementação) Registrador Múltiplas funções PC MAR Memória Somador Acumulador Barramento de dados Barramento de endereço Endereço do dado Op-code IR Barramento de controle Unidade de Controle Microprocessador IPC TPC TIR TB WRICWRIC WARAWARA Controladores E/S Dispositivos E/S Códigos de operação Código Operação 00 Parar 01 Somar ao Acumulador 10 Subtrair do Acumulador 11 Copiar do Acumulador Taub pg 332 CS R/W TB TIR TPC IPC R A W A C I R W R/W CS ULA

Implementação da Unidade de Controle Unidade de Controle pode ser Por hardware Por microprograma (microcódigo) híbrida

Implementação da Unidade de Controle Computadores iniciais: UC por hardware Microprograma: flexibilidade no projeto Híbridas Arquiteturas RISC: quase só hardware

Unidade de controle por hardware (para o computador simplificado visto)

Unidade de controle por hardware (para o computador simplificado – forma alternativa)

Linguagem de máquina para o computador simplificado Endereço Instrução. Dec binário binário hexa- op-c end decimal C D BE BE FF BD

Unidade de controle por hardware (com capacidade de atender a interrupção) S Q R Q Int Execução Inicia rotina de atendimento a interrupção Iniciar... Linhas de controle para iniciar rotina Linhas de controle fase de busca Linhas de controle para execução Dos flags Fase de busca

Fase de interrupção Reg Controle de E/S UC ULA MAR MBR MCR Contr E/S Monitor Contr E/S Teclado Contr E/S Discos Contr E/S Impressora CPU Controlador de interrupção Linhas de interrupção de cada dispositivo E/S Linha de interrupção para o microprocessador

fase de interrupção Como é processada uma interrupção Processador completa execução da instrução atual Controlador de E/S solicita interrupção Processador coloca tensão em linha de reconhecimento de interrupão Processador armazena informações: PSW (Flags) e PC (IP) Processador coloca endereço de rotina de interrupção no PC Salva conteúdo de Registradores Processa interrupção Recoloca antigo conteúdo nos Registradores Recoloca antigos valores no PSW e no PC Executado em hardware Executado pela rotina de interrupção Retorna ao programa principal

Unidade de Controle por Microprograma Unidade de Controle: Por hardware Por microprograma Híbrida

Unidade de Controle por Microprograma Microprograma fica em memória de controle Memória de controle faz parte da UC É uma memória tipo ROM Define funcionamento do processador Define linguagem de máquina Microprograma não pode ser alterado

Unidade de Controle por Microprograma... Linhas de controle da CPU... Registrador Endereço ROM... Memória de controle (ROM) Controle do funcionamento da memória de controle Endereço de salto na ROM de controle

Unidade de Controle por Microprograma Programador não tem acesso à ROM Programador programa em linguagem de máquina Programa em linguagem de máquina fica na memória principal (fora do processador) Memória de controle exerce controle em função de cada instrução em linguagem de máquina

Unidade de Controle por Microprograma... Linhas de controle da CPU... Registrador Endereço ROM... Memória de controle (ROM) Controle do funcionamento da memória de controle Endereço de salto na ROM de controle I R Instrução Programa em linguagem de máquina Memória Principal Dados Processador Um pouco mais de detalhe:

Unidade de Controle por Microprograma... Linhas de controle... Controle do funcionamento da memória de controle... Endereço de salto na ROM de controle... Lógica de controle Flags Incremento Salto na ROM Nova instrução Reset Relógio Mapeamento op-code/endereço Registrador Endereço ROM... I R Memória de controle (ROM) Interrupção Instrução Memória Principal Mais detalhe:

Unidade de Controle por Microprograma Exemplo: microprograma para o computador simplificado Op-code Endereço Fase: busca TB TIR TPC IPC R A W A C I R W R/W CS

Interrupção Ao apertar um botão, a qualquer tempo, imprimir em uma máquina elétrica, o conteúdo do acumulador. – Necessário incluir o hardware de leitura e envio do dado para a máquina de escrever – Necessário incluir hardware no controlador, para processar a interrupção Interrupção só é atendida entre instruções.