Wenn wir definieren müssten, aus welchen Teilen ein Prozessor besteht, wäre das Sicherste, dass wir in 99% der Fälle eine Trennlinie zwischen zwei Teilen ziehen würden, einerseits den Ausführungseinheiten und allen für seinen Betrieb erforderlichen Elementen und für die Steuereinheit, die für die Erfassung, insbesondere aber für die Decodierung jedes Befehls zuständig ist, müssen wir dafür den Befehlszyklus verstehen.
Um zu verstehen, wie die Steuereinheit Werk , wir müssen zuerst verstehen wie der Zyklus jeder Anweisung funktioniert , Wobei Zuerst wird eine Anweisung erfasst aus dem Speicher und in das Befehlsregister gestellt, Der nächste Schritt ist die Decodierung des Befehls durch die Steuereinheit , die nach Beendigung ihrer Arbeit die Anweisung an die Ausführungseinheit sendet, die dieser Anweisung entspricht.
Was sind die Aufgaben der Control Unit?
Die Steuereinheit ist ein unverzichtbarer Bestandteil, der die folgende Liste von Jobs kontinuierlich und transparent ausführt:
- Es koordiniert die Bewegung und Reihenfolge der Daten, die sich innerhalb und außerhalb des Prozessors sowie zwischen den verschiedenen Teileinheiten, die Teil des Prozessors sind, bewegen.
- Interpretieren Sie die Anweisungen.
- Es steuert die verschiedenen ALUs und Ausführungseinheiten des Prozessors.
- Es ist nicht nur dafür verantwortlich, die Anweisungen zu erfassen und zu decodieren, sondern auch die Ergebnisse in die Register, Caches oder in die entsprechende Adresse des RAM zu schreiben.
Die Steuereinheit ist daher das wahre Schattenhirn innerhalb der CPUDies ist dafür verantwortlich, dass alle Teile der CPU jederzeit die richtigen Daten empfangen und die richtigen Anweisungen ausführen.
Dekodierungsanweisungen
Jeder Prozessor verfügt über einen Satz von Registern und Anweisungen oder ISA dass wir als die Sprache des Prozessors verstehen können, also Je nach Prozessor kann ein Binärcode das eine oder andere bedeuten . Aber in allen von ihnen die Anweisung ist immer unterteilt in zwei Teile: den Opcode und die Daten . Der Opcode ist der Anweisungscode Jeder Befehl entspricht immer dem gleichen Opcode innerhalb einer ISA
Angenommen, wir haben einen Computer mit einem 3-Bit-Opcode, so dass dies 2 ^ 3 Anweisungen gibt. Durch einen Decoder von n Bits können wir eine Ausgabe von 2 ^ n Bits erzeugen. In diesem Fall erzeugen 3 Bits 8 verschiedene Pfade, je nach Typ Der auszuführende Befehl wird auf die eine oder andere Weise verwendet, um ihn während der Ausführungsphase des Befehls zu lösen.
Nicht alle Anweisungen durchlaufen dieselben Einheiten und dieselben Prozesse, nicht alle haben eine Pipeline gleicher Länge und daher werden nicht alle dieselbe Behandlung erhalten, da es nicht gleich ist, eine Summe als bis auszuführen Daten verschieben.
Arten von Steuergeräten
Wir haben hauptsächlich zwei Arten von Steuergeräten, das kabelgebundene und das mikroprogrammierte.
- Kabelgebundene Steuergeräte werden in sehr einfachen Prozessoren eingesetzt , da in ihnen die Tabelle der Register und Anweisungen nicht geändert werden kann da alle zuvor fest verdrahteten Datenpfade gefunden werden In einer kabelgebundenen Steuereinheit haben die Anweisungen immer die gleiche Leistung und können keine neuen hinzufügen oder ihren Betrieb optimieren.
- Im Fall von Bei mikroprogrammierten Steuereinheiten wird ein Prozessor verwendet, der für die Ausführung aller Funktionen der Steuereinheit verantwortlich ist Dies ermöglicht es, die Art und Weise zu optimieren, in der die Anweisungen ausgeführt werden sollen, und sogar neue Anweisungen hinzuzufügen.
Aufgrund der Komplexität der mikroprogrammierten Steuereinheit führen sie die Decodierung der Anweisungen viel langsamer durch, weshalb abhängig von der Art der Anweisung die eine oder andere Art der Steuereinheit verwendet wird, wenn es darum geht, jede der Anweisungen auszuprobieren.
