erikeeli. Kolmandaks etapiks on automaadi tehniline projekteerimine, mille käigus lahendatakse kolm põhiülesannet: valitakse elemendid (integraallülitused), koostatakse nende paigutus- ja ühendusskeem trükiplaatidel ning trükiplaatide ja pistikühenduste paigutusskeem juhtseadme kapis. Erijuhul võib tehniline projekteerimine tähendada ka spetsiaalse integraallülituse väljatöötamist. Tehnilise projekteerimise tulemuseks on juhtautomaadi tehniline dokumentatsioon, mille põhjal saab valmistada juhtautomaadi. Automaadi loomise viimaseks etapiks on tehnoloogiline projekteerimine. Selle käigus lahendatakse trükiplaatide valmistamise tehnoloogiaga, karkasside ja kappide valmistamisega, seadmete kontrolliga jms seotud probleeme. Tehnoloogilise projekteerimise tulemusel valmib dokumentatsioon, mille põhjal võib alustada juhtautomaatide saritootmist. Juhtautomaadi riist- ning tarkvara projekteerimise ja
täidetakse rohkem käske. Nt. kõigepealt saadab 1 käsu käsuloendur koodi teele, et saada mälukood, samal ajal laadib endasse järgmise käsu ja saadab ka selle teele. Samal ajal toimub juba esimese käsu salvestamine käsuregistris. Konveier on otstarbekas ainult siis, kui seda ei pea vahepeal välja lülitama v peatama. Konveieri tõhusust vähendavad nt siirdekäsud, operandide laadimised, teineteisest sõltuvad andmed ja käsud. Juhtautomaat: osa käsu täitmisel ja realiseerimisel Juhtautomaadi ülesanne on juhtida käsu täitmist, väljastades vajalikke juhtsignaale nii teistele protsessori osadele kui ka kogu arvutile. Programmi käsu täitmine koosneb mitmetest etappidest mida käivitavad juhtautomaadi juhtsignaalid. Juhtautomaat on käsu täitmise algoritmi riistvaraline realisatsioon loogikaskeemina. Jäik loogika: realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal. Iga muutus käsusüsteemis = uus loogikaskeem.
Nurkade kaudu mahtuvusi arvutades ja trianguleerides, saab leida vajutuskoha koordinaadid. 19.Käsu täitmine protsessoris. e. von Neumanni tsükkel. a) käsukoodi laadimine (käsuloendurisse) b) käsuleonduri modifitseerimine: PC:=PC+1 käsu aadress mälu aadressiregistrisse + read mälupesa sisu mälu puhverregistrisse mälu puhverregistrist kood käsuregistrisse + ALU-sse c) Käsukoodi dekodeerimine d) käsu täitmine juhtautomaadi sisendid, mille käsudekooder aktiveeris ALU seadistamine 20.Kombinatsioonskeemid ja järjestikskeemid. Kombinatsioonskeem: digitaalskeem, milles, teades sisendite väärtusi, võime väljundid välja arvutada üheselt, väljundid on määratud üks-üheselt sisendite väärtustega. Järjestikskeem: digitaalskeem, milles väljundi väärtus sõltub eelmistest, eelnevatel diskreetse aja hetkedel I/O-s olnud väärtustest – skeemil on mäluolek. Positiivne vs negatiivne loogika
Registrisse, kus selle järgi leitakse mälust vastav pesa ja kirjutatakse selle sisu Mälu Puhverregistrisse, sealt omakorda käsukood ning operand(id) käsuregisreisse. Mälust saadud käsk säilitatakse käsuregistris kuni käsudekooder selle identifitseerib. Käsudekoodrist liigub vastavast väljundist signaal juhtautomaati. Juhtautomaat saadab juhtsignaalid operatsiooniautomaati. Operatsiooniautomaat loeb nõutud andmed oma suurde registermälusse ning saadab andmed ALU-sse, mis juhtautomaadi käskude järgi teeb vastavad tehted. Lippude register saadab samuti operande ALU-sse. Siirdekäsk käsk, mis nihutab käsuleonduri aadressile, mis ei oleks olnud loenduri loomulik järgmine aadress. Käsuleondur on loendur, mis väärtustatakse teatud algtingimustega ja mida juhib programmist oma siirdekäskudega. Ülejäänud CPU töötab automaatselt. Juhtautomaat: käsukood --> mikrokäsu aasressi register ---> mikroprogrammi
Vana olek Mlu t Käsu täitmine protsessoris. e. von Neumanni tsükkel. a. käsukoodi laadimine (käsuloendurisse) b. käsuleonduri modifitseerimine: PC:=PC+1 käsu aadress mälu aadressiregistrisse + read mälupesa sisu mälu puhverregistrisse mälu puhverregistrist kood käsuregistrisse + ALU-sse c. Käsukoodi dekodeerimine d. käsu täitmine juhtautomaadi sisendid, mille käsudekooder aktiveeris ALU seadistamine Protsessori üldstruktuur Protsessor teostab mitmesuguseid operatsioone mälus paiknevate käskude järgi. Protsessori koosseisu kuulub ALU, juhtautomaat-mikroprogrammautomaat, mitu registrit ning vahemälu. Käsuloenduri ülesandeks on järjestikuste käskude lugemine PC aadressi järgi. Käsuloendur saab järgneva käsu aadressi ???-st (juhtautomaadist arvatavasti ... või siis programmistilt)
Registrisse, kus selle järgi leitakse mälust vastav pesa ja kirjutatakse selle sisu Mälu Puhverregistrisse, sealt omakorda käsukood ning operand(id) käsuregisreisse. Mälust saadud käsk säilitatakse käsuregistris kuni käsudekooder selle identifitseerib. Käsudekoodrist liigub vastavast väljundist signaal juhtautomaati. Juhtautomaat saadab juhtsignaalid operatsiooniautomaati. Operatsiooniautomaat loeb nõutud andmed oma suurde registermälusse ning saadab andmed ALU-sse, mis juhtautomaadi käskude järgi teeb vastavad tehted. Lippude register saadab samuti operande ALU-sse. Siirdekäsk käsk, mis nihutab käsuleonduri aadressile, mis ei oleks olnud loenduri loomulik järgmine aadress. Käsuleondur on loendur, mis väärtustatakse teatud algtingimustega ja mida juhib programmist oma siirdekäskudega. Ülejäänud CPU töötab automaatselt. Juhtautomaat: käsukood --> mikrokäsu aasressi register ---> mikroprogrammi
oma haru. Käsu dekodeerimise järgi toimub mikroprogrammis hargnemine.Selle hargnemise realiseerimiseks peab juhtautomaati tulema käsudekoodrist info selle kohta, milline on täitmisele tulev käsk. Mõnede käskude täitmisel on vaja realiseerida mikroprogrammis hargnemisi, mis sõltuvad protsessori mõne teise osa seisundist. Näiteks on vaja teada korrutamise realiseerimisel liitmise ja nihutamise abil eelneva ALU operatsiooni tulemuse võrdumist nulliga. Põhimõtteliselt on juhtautomaadi realiseerimiseks kaks võimalust: 1) jäiga loogikaga juhtautomaat: Jäiga loogika korral realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal ja iga muutus käsusüsteemis tähendab uue loogikaskeemi realiseerimist. 2) püsimälus säilitatava mikroprogrammiga juhtautomaat: Kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus (näiteks Flash), siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamatta. Kogu
elementaarkäske. väljundliideste adresseerimiseks. katkestuseta- kõik aritmeetika- loogika seade, mis 16.Protsessori struktuur: Kõik sisend- ja väljundliidesed väljundseadmed on passiivsed teostab juhtautomaadi poolt Protsessor sooritab tehteid mälus ning mälu on ühendatud siiniga, *otsepöördusreziim e. DMA- lahendatud loogikaülesandeid. paiknevate käskude järgi. Peale millele protsessor väljastab korraldab ise andmevahetuse. ALU (arithmetic- logic- unit)
- sisend tähtsust ei oma, sõltub ainult olekust A. Nt: Mealy ja Moore'i automaadid võivad olla aluseks ühtede või teiste juhtseadmete väljatöötamisel. Nende erinevus väljundfunktsioonis. Automaadid võivad olla esitatud · tabelina · graafina · analüütiliste avaldistena 18. OPERATSIOONIAUTOMAAT: REGISTERMÄLU, ALU. Operatsiooniautomaadil on aritmeetika- loogika seade, mis teostab juhtautomaadi poolt lahendatud loogikaülesandeid. ALU (arithmetic- logic- unit) Aritmeetika- loogikaploki põhifunktsioonideks on mitmekohaliste kahendarvude summeerimine, nende nihutamine vasakule või paremale, loogiline eitus (inversioon), loogiline liitmine (disjunktsioon), loogiline korrutamine (konjuktsioon) ning loogiline alternatiiv ehk välistav või. Nende põhifunktsioonide kombineerimisega ning rakendamisega kindlas järjekorras sooritatakse kõiki tuntud aritm- loogikatehteid
Käsu dekodeerimise järgi toimub mikroprogrammis hargnemine.Selle hargnemise realiseerimiseks peab juhtautomaati tulema käsudekoodrist info selle kohta, milline on täitmisele tulev käsk. Mõnede käskude täitmisel on vaja realiseerida mikroprogrammis hargnemisi, mis sõltuvad protsessori mõne teise osa seisundist. Näiteks on vaja teada korrutamise realiseerimisel liitmise ja nihutamise abil eelneva ALU operatsiooni tulemuse võrdumist nulliga. Põhimõtteliselt on juhtautomaadi realiseerimiseks kaks võimalust: jäiga loogikaga juhtautomaat jäiga loogika korral realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal ja iga muutus käsusüsteemis tähendab uue loogikaskeemi realiseerimist. püsimälus säilitatava mikroprogrammiga juhtautomaat kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus (näiteks Flash), siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamatta. Kogu mikroprogrammi täitmine taandub sõnade lugemisele mikroprogrammi
d). Juhtautomaat(Control Unit)- Vaieldamatult protsessori tähtsaim osa: ta aktiveerib täidetavale käsukoodile vastavaid signaale ning kontrollib nendega kogu ülejäänud protsessori tööd. (Nt. aktiveerib mäluregistri, et viimane haaraks siinilt info jne). Juhtautomaadid erinvad muuseas teineteisest oma ideoloogia poolest: eksisteerivad nii mikroprogrammeeritavad juhtautomaadid kui ka jäiga loogikaga juhtautomaadid (käsusüsteemi uuendamine pole viimasel juhul võimalik). Juhtautomaadi disain on oluline, kuna ta neelab ligikaudu 60% kogu kristallipinnast. e). ALU (Arithmetic-Logic Unit)- ALU funktsiooniks on aritmeetika-loogika tehete sooritamine. ALUsse kantakse sisse teatud arv operande, millega sooritatakse juhtsignaali poolt kindlaksmääratud tehe ning seejärel pannakse tulemus taas siinile, kust ta suundub tagasi registritesse/mällu. f). Andme- ja aadressiregistrid- Andme- ning aadressiregistrites säilitatakse ajutiselt
Käsu dekodeerimise järgi toimub mikroprogrammis hargnemine. Selle hargnemise realiseerimiseks peab juhtautomaati tulema käsudekoodrist info selle kohta, milline on täitmisele tulev käsk. Mõnede käskude täitmisel on vaja realiseerida mikroprogrammis hargnemisi, mis sõltuvad protsessori mõne teise osa seisundist. Näiteks on vaja teada korrutamise realiseerimisel liitmise ja nihutamise abil eelneva ALU operatsiooni tulemuse võrdumist nulliga. Põhimõtteliselt on juhtautomaadi realiseerimiseks kaks võimalust: 1) jäiga loogikaga juhtautomaat: Jäiga loogika korral realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal ja iga muutus käsusüsteemis tähendab uue loogikaskeemi realiseerimist. 2) püsimälus säilitatava mikroprogrammiga juhtautomaat: Kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus (näiteks Flash), siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamatta
väga kiire protsessori sagedusel töötav mälu, vahetult teisendavate operandide, vahetulemuste ja lõpptulemuste salvestamiseks. Kiire mälu on väga kallis ja sellepärast on ta väikesemahuline. Mõne käsu täitmisel võivad operandid läbida ALU korduvalt. Ntks jagamist saab teha nihutamise ja liitmise abil. Lippude registris säilitatakse info ALUs tehtud operatsioonide tulemuste kohta. Kuna ALUl puudub mälu siis eelnevate tulemuste säilitamiseks kasutatakse lippude registrit. Juhtautomaadi ülesandeks on käsu täitmise juhtimine vajalikke juhtsignaale nii protsessori teistele komponentidele kui ka kogu arvutile väljastades. Käsu täitmine koosneb mitmetest etappidest, mida käivitavad juhtautomaadist tulevad juhtsignaalid. Käsuloendur on järjehoidja, mis näitab alati järgmisena täitmisele tuleva käsu asukohta mälus. Loendurit kasutatakse sellepärast, et sellele on lihtne liita +1 ja panna see osutama järgmisele käsule. Käsuloendur sisaldab alati järgmise
Käsu dekodeerimise järgi toimub mikroprogrammis hargnemine.Selle hargnemise realiseerimiseks peab juhtautomaati tulema käsudekoodrist info selle kohta, milline on täitmisele tulev käsk. Mõnede käskude täitmisel on vaja realiseerida mikroprogrammis hargnemisi, mis sõltuvad protsessori mõne teise osa seisundist. Näiteks on vaja teada korrutamise realiseerimisel liitmise ja nihutamise abil eelneva ALU operatsiooni tulemuse võrdumist nulliga. Põhimõtteliselt on juhtautomaadi realiseerimiseks kaks võimalust: 1) jäiga loogikaga juhtautomaat: Jäiga loogika korral realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal ja iga muutus käsusüsteemis tähendab uue loogikaskeemi realiseerimist. 2) püsimälus säilitatava mikroprogrammiga juhtautomaat: Kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus (näiteks Flash), siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamatta
Käsu dekodeerimise järgi toimub mikroprogrammis hargnemine.Selle hargnemise realiseerimiseks peab juhtautomaati tulema käsudekoodrist info selle kohta, milline on täitmisele tulev käsk. Mõnede käskude täitmisel on vaja realiseerida mikroprogrammis hargnemisi, mis sõltuvad protsessori mõne teise osa seisundist. Näiteks on vaja teada korrutamise realiseerimisel liitmise ja nihutamise abil eelneva ALU operatsiooni tulemuse võrdumist nulliga. Põhimõtteliselt on juhtautomaadi realiseerimiseks kaks võimalust: 1) jäiga loogikaga juhtautomaat: Jäiga loogika korral realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal ja iga muutus käsusüsteemis tähendab uue loogikaskeemi realiseerimist. 2) püsimälus säilitatava mikroprogrammiga juhtautomaat: Kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus (näiteks Flash), siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamatta
Inglise keeles kasutatakse ka nimetust fetch-decode-execute cycle. Alumisel pildil on kogu käsu täitmine võetud kokku ühe tsüklina. Von Neumanni tsükkel: a) käsukoodi laadimine (käsuloendurisse) b) käsuleonduri modifitseerimine: PC:=PC+1 käsu aadress mälu aadressiregistrisse + read mälupesa sisu mälu puhverregistrisse mälu puhverregistrist kood käsuregistrisse + ALU-sse c) Käsukoodi dekodeerimine d) käsu täitmine juhtautomaadi sisendid, mille käsudekooder aktiveeris ALU seadistamine 13. RISC ja CISC protsessor, mikroprogramm Protsessorid võib oma ideoloogia järgi jagada kaheks : RISC -Reduced Instruction Set Computer ja CISC -Complex Instruction Set Computer. Nagu nimetusest näha on ühel ideoloogia protsessoril keerukas käsusüsteem ja teisel lihtsam. Lihtsamaid käske on võimalik täita kiiremini kuid neid käske kulub mingi programmi juures rohkem. Idee on selle, et kui
Kui aga ühtivust ei teki, siis tuleb lugeda palju aeglasemast põhimälust. VRAM=video RAM videomuutmälu, tugineb kahe pordiga varustatud DRAM- mälulülitustele. Üks portidest on kahesuunaline asünkroonselt talitlev rööpport, teine ühesuunaline sünkroonne jadaport. Rööpordi kaudu salvestatakse kuvatav info videomällu, jadapordi kaudu väljastatakse kuvaseadmele. Spetsiaalse riistvara realiseerimine. Riistvaraline realisatsioon- Alati võib algoritmi realiseerida riistvaras nagu juhtautomaadi protsessoris. See tähendab, et algoritm realiseeritakse loogikaskeemina. Edasi loogikaskeemi realiseerimine võib toimuda trükkplaadina komponentidest (mikroskeemidest) koostatud loogikaskeemiga või kristalli pinnal ühe mikroskeemina . Erinevus on siin vaid tehnoloogilist laadi. ASIC-u valmistamine eeldab terve rea etappide läbimist enne kui meil on valmis oma loogikaskeemi prototüüp katsetusteks. Kogu disain nõuab suhteliselt kalli spetsiaalse tarkvara olemasolu. Kõigi
(mikroprogrammis) oma haru. Haru valik toimub vastavalt käsukoodi dekodeerimisel saadud infole selle järgi, missugune on täitmisele minev käsk. Mõnede käskude täitmisel on vaja realiseerida mikroprogrammis ka hargnemisi, mis sõltuvad protsessori mõne teise osa seisundist. Juhtautomaat on käsu täitmise algoritmi riistvaraline realisatsioon loogikaskeemina. Põhimõtteliselt on juhtautomaadi realiseerimiseks kaks võimalust: 1) jäiga loogikaga juhtautomaat: Jäiga loogika korral realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal ja iga muutus käsusüsteemis tähendab uue loogikaskeemi realiseerimist. 2) püsimälus säilitatava mikroprogrammiga juhtautomaat: Kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus (näiteks Flash), siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamata. Kogu mikroprogrammi täitmine
Aktiveerib täidetavale käsukoodile vastavaid signaale ja kontrollib nendega kogu ülejäänud protsessori tööd. NT aktiveerib mäluregistri, et see haaraks siinilt infot jne. Eksisteerivad mikroprogrammeeritavad juhtautomaadid ja jäiga loogikaga juhtautomaadid. Disain on oluline, sest ta neelab ligi 60% kogu kristallpinnast. OPERATSIOONIAUTOMAAT loeb nõutud andmed oma suurde registermälusse ning saadab andmed ALUsse, mis juhtautomaadi käskude järgi teeb vastavad tehted. Lippude register saadab samuti operande ALUsse. 3. PUUTETUNDLIKUD EKRAANID Takistusel põhinev (Resistive) ekraani peal kilekiht, millel takistitega maatriks. Selle peale teine kile. Vajutus ekraanile muudab maatriksi mingi elemendi takistus: ridade ja veergude pingete skaneerimisega on võimalik kindlaks teha kuhu vajutati. Lisaks inimsõrmele reageerib ka muust materjalist esemete puudutusele. Tundub näpu all pehme
meetodil. Juhtautomaat: osa käsu täitmisel ja realiseerimine. Iga käsu täitmine algab osaga, kus loetakse sisse käsukood ja modifitseeritakse käsuloenduri väärtus. Pärast üldosas toimuvat käsukoodi lugemist vastab igale käsule käsu täitmise algoritmis oma haru. Haru valik toimib vastavalt käsukoodi dekodeerimisel saadud infole. Juhtautomaat on käsu täitmise algoritmi riistvaraline realistatsioon loogikaskeemina. Juhtautomaadi realiseerimiseks on kaks võimalust: jäiga loogikaga juhtautomaat ja mikroprogrammeetiav juhtautomaat. Jäiga loogikaga juhtautomaat realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal. Mikroprogrammeeritav juhtautomaat kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus, siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamata. Kogu mikroprogrammi täitmine taandub sõnade lugemisele õiges järjekorras mikroprogrammi tingimustest sõltuvalt.
oma haru. Käsu dekodeerimise järgi toimub mikroprogrammis hargnemine.Selle hargnemise realiseerimiseks peab juhtautomaati tulema käsudekoodrist info selle kohta, milline on täitmisele tulev käsk. Mõnede käskude täitmisel on vaja realiseerida mikroprogrammis hargnemisi, mis sõltuvad protsessori mõne teise osa seisundist. Näiteks on vaja teada korrutamise realiseerimisel liitmise ja nihutamise abil eelneva ALU operatsiooni tulemuse võrdumist nulliga. Põhimõtteliselt on juhtautomaadi realiseerimiseks kaks võimalust: 1) jäiga loogikaga juhtautomaat: Jäiga loogika korral realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal ja iga muutus käsusüsteemis tähendab uue loogikaskeemi realiseerimist. 2) püsimälus säilitatava mikroprogrammiga juhtautomaat: Kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus (näiteks Flash), siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamatta. Kogu
aeglane võrreldes riistvaralise realisatsiooniga, sest programmi täitmisel toimub ju pidevalt käskude lugemine mälust protsessorisse ja nende täitmine seal; võrreldes PC-ga suhteliselt odav, aga ka mälu ja muud ressursid võivad osutuda paljudes kohtades ebapiisavateks; füüsilised mõõtmed on oluliselt väiksemad kui PC-l, kuid mõneski kohas kasutamiseks liiga suured (nt mobiiltelefon) o Riistvaraline realisatsioon Alati võib algoritmi realiseerida riistvaras nagu juhtautomaadi protsessoris. See tähendab, et algoritm realiseeritakse loogikaskeemina. Edasi loogikaskeemi realiseerimine võib toimudatrükkplaadina komponentidest (mikroskeemidest) koostatud loogikaskeemiga või kristalli pinnal ühe mikroskeemina (ASIC application specific integrated circuit). Erinevus on siin vaid tehnoloogilist laadi. ASIC-u valmistamine eeldab terve rea etappide läbimist enne kui meil on valmis oma loogikaskeemi prototüüp katsetusteks
annaabi.ee 
