TEMA 2Arquitectura de un Ordenador

La Unidad de Control

Arquitectura de un Ordenador3.1.- Introducción3.2.- Unidades funcionales de un ordenador3.3.- La memoria.

Características de las memoriasJerarquía de memoriaLa Memoria Principal

3.4.- El lenguaje máquinaModos de direccionamientoTipo de instruccionesCodificación de las instrucciones

3.5.- La unidad de controlRegistros de la unidad de controlFases de ejecución de las instruccionesLas señales de controlEl circuito de control

Instrucciones del Procesador

Transferencia de Datos MOV destino, origen destino origen

Aritméticas y Lógicas ADD operando AX AX + operandoSUB operando AX AX - operandoMUL operando AX AX · operandoDIV operando AX AX operando

Control de Flujo JMP dirección saltarJZ dirección saltar si bit de cero activoJNZ dirección saltar si bit de cero no activoJS dirección saltar si bit de signo activoJNS dirección saltar si bit de signo no activoJC dirección saltar si bit de acarreo activoJNC dirección saltar si bit de acarreo no activo

Entrada Salida IN operando, [puerto] operando [puerto]OUT [puerto], operando [puerto] operando

5. La unidad de control

• Responsable de ejecutar las instrucciones– Obtenerlas de la memoria– Interpretarlas– Dar las ordenes al resto de unidades funcionales

• Las ordenes se transmiten “Señales de control”– Cargar un valor en un registro– Volcar un registro a un bus– Lectura / escritura en memoria– Incrementar un registro

Los registros

• Registro Acumulador (AX)• Reg. de proposito generales (BX, CX,.. FX)• Reg. de Estado (bits: Z, S y C)• Contador de Programa (PC)• Reg. de Instrucción (RI)• Reg. Auxiliar (RX)• Contador de Fase

Fases de ejecución de las instrucciones

• Busqueda de la instrucción– La memoria ha de leer en dirección de PC– Guardar en RI el código de instrucción

• Lectura del operando– Obtener el operando – Almacenarlo en RX

• Ejecución y almacenamiento– Depende de la instrucción en concreto

Diagrama de la unidad de control

unidad aritmética

unidad de control

memoriaprincipal

CPU o procesador

Búsqueda de la instrucción- salida PC- lectura memoria- carga RI

00

00 010011

Lectura del Operando (BX)- salida BX- carga RX

01

00 010011

Ejecución y almacenamiento (MOV AX,BX)

- salida RX- carga AX

10

00 010011

- increm. PC

Lectura del Operando (inmediato)

- salida PC- lectura memoria- carga RX

01

00 100000

- incremento PC

Ejecución y almacenamiento (intrucción aritmética)

- salida RX- carga desde UA, AX

10

01 000000000

000

- carga reg. estado- increm. PC

Ejecución y almacenamiento (instrucción JMP)

- salida RX- carga PC

10

10 110000

Señales de control para algunas instrucciones

MOV DX,8 ADD BX JMP 130 JC 130

Búsqueda de la instrucción

- salida PC- lectura memoria- carga IR

- salida PC- lectura memoria- carga IR

- salida PC- lectura memoria- carga IR

- salida PC- lectura memoria- carga IR

Lectura del operando

- incremento PC- salida PC- lectura memoria- carga RX

- salida BX- carga RX

- incremento PC- salida PC- lectura memoria- carga RX

- incremento PC- salida PC- lectura memoria- carga RX

Ejecución y almacenam

iento

- salida RX - carga DX- incremento PC

- salida RX - carga de UA AX- carga R.Estado- incremento PC

- salida RX - carga PC

- salida RX - carga PC(C=1) (C=0)

- incremento PC

Decodificación de entradas en el Circuito de Control

Señal de Control “lectura en memoria”

Diagrama de la unidad de control(con modo direcc. absoluto)