2015-09-06
536
Физическая структура МП сложна. Рассмотрим пример МП Intel Pentium.
Ядро процессора содержит главный управляющий модуль и исполняющие модули — блоки выполнения операций над целочисленными данными.
К локальным управляющим схемам относятся:
ü блок плавающей точки,
ü модуль предсказания ветвлений,
ü модуль преобразования CISC инструкций во внутренний RISC микрокод,
ü регистры микропроцессорной памяти,
ü регистры кэш-памяти (данных и инструкций),
ü шинный интерфейс и многое другое.
В состав МП входят следующие физические компоненты:
■ Core - ядро МП;
■ Execution Unit - исполняющий модуль;
■ Integer ALU - АЛУ для операций с числами с фиксированной запятой;
■ Registers - регистры;
■ Floating Point Unit - блок для работы с числами с плавающей запятой;
■ Primary Cache - кэш 1 уровня:данных (Data Cache) и команд (Code Cache);
■ Instruction Decode and Prefetch Unit и Branch Predictor - блоки декодирования инструкций, их исполнения и предсказания ветвлений;
■ Bus Interface - интерфейсные шины, в т.ч. 64- и 32-битная шины, и выход на системную шину к ОП.
Функционально МП можно разделить на две части:
■ операционную, содержащую:
ü устройство управления (УУ),
ü арифметико-логическое устройство (АЛУ) и
ü микропроцессорную память (МПП) (без адресных регистров);
■ интерфейсную, содержащую:
Ø адресные регистры МПП;
Ø блок регистров команд — регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты работы машины;
Ø схемы управления шиной и портами.
Обе части МП работают параллельно, причем интерфейсная часть опережает операционную, так что выборка очередной команды из памяти (ее запись в блок регистров команд и предварительный анализ) выполняется во время выполнения операционной частью предыдущей команды.
Современные микропроцессоры имеют несколько групп регистров в интерфейсной части, работающих с различной степенью опережения, что позволяет выполнять операции в конвейерном режиме.
Такая организация МП позволяет существенно повысить его эффективное быстродействие.
