ehk D-trigeriteks (üks nihutamisele Poolsummaator - säilitamiseks, otsinguks ning modifitseerimine 3)käsukoodi infosisend, väljundis kordab 2sis 2välj skeem, ei võta arvesse lugemiseks. Muutmälud desifreerimine 4)käsutäitmise sisendi signaali, aga madalamast jägrust toimuvat jagunevad staatilisteks ja mikroprogramm käivitatakse sünkroimpulsi võrra hiljem, saab ülekannet. Täissummaator - 3sis dünaamilisteks. Muutmälude 5)resultaadi säilitamine säilitada lühiajaliselt infot), ja 2välj võtab arvesse. (RAM- Random Access Silpprotsessor: universaalsisenditega e
komponentidele, leidma uue käsu aadressi ning salvestama selle aadressiregistrisse. Järgmise käsu täitmisel kordub kõik enam-vähem samas järjekorras. Erinevused käskude täitmisel on tingitud nende erinevast sisust. Ühe käsu täitmiseks kuluvat ajavahemikku nim. käsutsükliks. Von Neumanni tsükkel: 1) käsukoodi lugemine käsuloenduri järgi 2) käsuloenduri modifitseerimine 3) käsukoodi desifreerimine 4) käsutäitmise mikroprogramm käivitatakse 5) resultaadi säilitamine ____________ | Kk. lugemine | `/' | PC järgi | / |____________| `' ___________ `|' _________________ |Käsu täitmine| | |PC modifitseerimine | |___________| | |_________________| `' | /
n(channel)MOS transistor: pnp poljuhid, p-p pooljuhtide vahele tekib voolu juhtiv kanal, mis suleb transistori, kui pinge n-pooljuhi kohal = +V = H p(channel)MOS transistor: npn pooljuhid, sama lugu, ainult nüüd asub gate p- pooljuhi kohal CMOS Complementary MOS ... kiire, voolutarve vaid lülitumishetkel MOS on unipolaarne, energiatarve väike, suhteliselt aeglasem, kuid võimaldab suurt pakkimistihedust RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. RISC Reduced Instruction Set Computer Vähe käske. Kiire. Interpreteeriv mikroprogramm puudub, käsk läheb kohe täitmisele. kiirem käsutäitmine (paralleelselt) fix käsuformaat käsu lihtsam dekodeerimine mälu poole ainult LOAD & STORE käsud (ühes käsus 3 registeraadressi) võimas registermälu efektiivne andmevahetus alamprogrammidega efektiivne siirdekäskude ja alamprogrammide juhtimine lihtsad käsud CISC Complex Instruction Set Computer Palju käske. Aeglane
Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad : - - - , c , p-channel MOS, Complementary MOS (CMOS) . : - () -- , . (, ) , -- TTL-- ( H type, L type) - - , (, , ), . , , . ECL : 1 , 0, , , 2 , , - , - ; IIL ); 3- , - ; /, - , - . . ( , ) RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. RISC - CISC protsessor RISC - Reduced Instruction Set Computers, . RISC : - , ; - ; - , ; - ; - ; - , ; - . CISC - Complex Instruction Set Computers - . , . RISC CISC . , RISC , CISC. 1. Kombinatsioonskeemid ja järjestiskeemid. Kombinatsioonskeemid ja järjestikskeemid. , , . , - , , - . . -- . . , . t , .
terve rea juhtsignaale. Käsukoodi dekodeerimisele järgneb hargnemine, kus igas harus genereeritakse juhtsignaalid, mis on vajalikud konkreetse käsu täitmiseks. Protsessorise loetakse käsud ja andmed, mällu kirjutatakse resultaate. Käsu täitmise e. Von Neumanni tsükkel (fetch decode execute) 1. Käsukoodi laadimine 2. Käsuloenduri modifitseerimine (pc = pc + 1) 3. Käsukoodi dekodeerimine 4. Käivitatakse käsutäitmise mikroprogramm 5. Resultaadi salvestamine registrisse. Käsu täitmiseks peab protsessor: 1. Pöörduma mälu poole 2. Lugema sealt käsukoodi 3. Dekodeerima selle 4. Tegema vastavaid loogilisi otsuseid vastavalt käsukoodile 5. Väljastama juhtsignaali 6. Leidma uue käsu ning salvestama selle käsuregistrisse. Protsessori üldstruktuur (sulgude sees sama) Käsuloendur (PC) käsuloendur hoiab endas järgmisena täitmisele mineva käsu aadressi.
juhtimisega nihkeregisterid kui infot saab nihutada. Igale sõna bitile vastab oma nihkeregister. Kiiremat riistvaralist realisatsiooni kasutatakse spetsiaalsetes kohtades, üldotstarbelistes protsessorites on tavaliselt programne realisatsioon. Pinumälu kasutatakse alamprogrammide poole pöördumisel tagasipöörde aadressi salvestamiseks, samuti katkestuste korral. XV. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm /157-163/ RISC Vähe käske, lihtsamad käsud. Interpreteeriv mikroprogramm puudub, käsk läheb kohe täitmisele ehk RISC tuleb käsk täita otse riistvaras ühe taktiga(realiseerimine ALUs). Võimas registermälu,et oleks vähe pöördumisi mälu poole. Jäiga loogikaga juhtautomaat. CISC Palju käske, aeglane. Interpretaator kristallil realiseeritud mikroprogramm.
.................................................................... 22 3. Pinumälu (stack) realiseerimine ja kasutamine protsessoris....................................................22 20. PILET.........................................................................................................................................22 1.Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad. ............................................................................23 2. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. .........................................................................23 3. Pinumälu (stack) realiseerimine ja kasutamine protsessoris....................................................23 21. PILET.........................................................................................................................................23 1. Summaatorid: järjestik, paralleel ja kiire ülekanne. ................................................................23 2
Millistel füüsikanähtustel mälud põhinevad: deformatsioon, laeng, positiivne tagasiside, magnetilised nähtused, optilised nähtused, viiteliin. Klassifikatsioon II joonisel allpool: Pilet 15 1. Registrid. Vaata Pilet9 2. Käsuformaadid- 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid. Vaata Pilet3 3. Pinumälu (stack) realiseerimine ja kasutamine protsessoris. Vaata Pilet11 Pilet 16 1. Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad. 2. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. 3. Pinumälu (stack) realiseerimine ja kasutamine protsessoris. Vaata Pilet11 Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad Bipolaarsed tehnoloogiad: dioodloogika: kokku ühendatud n-p pooljuhid lüliti avatud, kui vool kulgeb noole suunas. Väljundvoolu hargnevustegur dioodide arv loogikaskeemis piiratud, kuna vastasel juhul võib ühte dioodi hakata läbima liiga suur vool ... summa eelnenud dioodidest * I ... vana, ei kasutata
täitmist. Et käsku täita, peab protsessor 1) pöörduma mälu poole 2) Lugema sealt käsukoodi 3) dekodeerima selle 4) võtma vastu käsu sisule vastavad loogilised otsused 5) väljastama juhtsignaali kõigile komponentidele arvutis. 6) leidma uue käsuaadressi ning salvestama ta käsuregistrisse. Ühe käsu täitmiseks kuluvat aega nimetatakse käsutsükliks VON NEUMANNI TSUKKEL 1) Käsu lugemine 2) Käsu modifitseerimine 3) Käsu desifreerimine 4) Käsutäitmise mikroprogramm käivitatakse (juhtautomaat) 5) Resultaadi säilitamine registris Käsu koodi laadimin e Käsu Käsu koodi täitmine modifitse
Magnet- ketas optiline FlashEPROM Lint Holo- Tape graafiline 37.RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. RISC – Reduced Instruction Set Computer Vähe käske. Kiire. Interpreteeriv mikroprogramm puudub, käsk läheb kohe täitmisele. kiirem käsutäitmine (paralleelselt). fix käsuformaat – käsu lihtsam dekodeerimine. mälu poole ainult LOAD & STORE käsud (ühes käsus 3 registeraadressi). võimas registermälu. efektiivne andmevahetus alamprogrammidega. efektiivne siirdekäskude ja alamprogrammide juhtimine. lihtsad käsud CISC – Complex Instruction Set Computer
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 15. RISC-CISC-protsessor: RISC Reduced Instruction Set Computer Vähe käske. Kiire. Interpreteeriv mikroprogramm puudub, käsk läheb kohe täitmisele. kiirem käsutäitmine (paralleelselt) fix käsuformaat käsu lihtsam dekodeerimine mälu poole ainult LOAD & STORE käsud (ühes käsus 3 registeraadressi) võimas registermälu efektiivne andmevahetus alamprogrammidega efektiivne siirdekäskude ja alamprogrammide juhtimine lihtsad käsud CISC Complex Instruction Set Computer Palju käske. Aeglane. Interpretaatori rolli täidab kristalli pinnal realiseeritud mikroprogramm.
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 15. RISC-CISC-protsessor: RISC Reduced Instruction Set Computer Vähe käske. Kiire. Interpreteeriv mikroprogramm puudub, käsk läheb kohe täitmisele. kiirem käsutäitmine (paralleelselt) fix käsuformaat käsu lihtsam dekodeerimine mälu poole ainult LOAD & STORE käsud (ühes käsus 3 registeraadressi) võimas registermälu efektiivne andmevahetus alamprogrammidega efektiivne siirdekäskude ja alamprogrammide juhtimine lihtsad käsud CISC Complex Instruction Set Computer Palju käske. Aeglane. Interpretaatori rolli täidab kristalli pinnal realiseeritud mikroprogramm.
n(channel)MOS transistor: pnp poljuhid, pp pooljuhtide vahele tekib voolu juhtiv kanal, mis suleb transistori, kui pinge npooljuhi kohal = +V = H p(channel)MOS transistor: npn pooljuhid, sama lugu, ainult nüüd asub gate p pooljuhi kohal CMOS Complementary MOS ... kiire, voolutarve vaid lülitumishetkel MOS on unipolaarne, energiatarve väike, suhteliselt aeglasem, kuid võimaldab suurt pakkimistihedust RISC JA CISC PROTSESSORID, MIKROPROGRAMM RISC Reduced Instruction Set Computer Vähe käske. Kiire. Interpreteeriv mikroprogramm puudub, käsk läheb kohe täitmisele. kiirem käsutäitmine (paralleelselt). fix käsuformaat käsu lihtsam dekodeerimine. mälu poole ainult LOAD & STORE käsud (ühes käsus 3 registeraadressi). võimas registermälu. efektiivne andmevahetus alamprogrammidega. efektiivne siirdekäskude ja alamprogrammide juhtimine. lihtsad käsud CISC Complex Instruction Set Computer Palju käske
eraldi vaatama. Sellise struktuuriga protsessor võimaldab täita kõiki programme. 12. Käsu täitmine protsessoris Järgnevalt on toodud käsu täitmise juhtimine protsessoris: Pärast käsukoodi dekodeerimist asub käsukoodi edasist täitmist juhtima juhtautomaat. Iga käsu täitmine koosneb teatud hulga elementaar operatsioonide (mikrooperatsioonid) teostamisest. Mikrooperatsioone täidetakse teatud algoritmi (mikroprogramm) alusel. Juhtautomaat kujutab endast käsu täitmise algoritmi riistavaralist realisatsiooni. Kõikide käskude täitmise algoritmidel on alguses ühisosa (käsukoodi lugemine, käsuloenduri modifitseerimine jne) ja pärast dekodeerimist täidetav spetsiaalosa (operandide lugemine, ALU operatsioonid, resultaadi salvestamine jne.). Käsu täitmise tsükkel (von Neumanni tsükkel): Inglise keeles kasutatakse ka nimetust fetch-decode-execute cycle. Alumisel pildil on kogu
Vahemälu ( Cache) organiseerimine (otsevastavusega, assotsiatiivne, kogum assotsiatiivne). 11. Enamkasutatavad kombinatsioonskeemid. 12. Klaviatuur. SILVER 13-18 13. Paralleelarvutid (SISD, SIMD, MIMD, MISD). 14. Printerid ja värviline trükk. 15. Magnetmäluseadmed. 16. Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad 17. Erineva pöördumis viisidega mälud :LIFO, FIFO, assotsiatiivmälu ja kahe pordiga mälu. 18. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. TAUSTAVÄRVIGA KÜSIMUSED ON VASTAMATA!!! MIHKEL 19-22 19. Arvutite veakindlus, veakindlad koodid.* 20. Enamkasutatavad järjestiskeemid. 21. Suvapöördusmälud. * 22. LCD, LED, OLED, plasma kuvarid. * 23. Puutetundlikud ekraanid. * 24. RAID ja SSD kettad. * JEVGENI 23-29 - Fancy color 25. Katkematu pingeallikas (UPS). 26. Adresseerimise viisid. 27. Mikroarvuti ja siinid (AB, DB, CB). 28
Adresseerimise viisid[2] 13. Kuvarid[2] 14. Andmeedastuse juhtimine(bus arbitation): süsteemid katkestustega ja ilma, prioriteedid[2] 15. Multipleksor, demultipleksor[2] 16. Spetsiaalse riistvara realiseerimine[2] 17. Alamprogrammide poole pöördumine[2] 18. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne[2] 19. Pooljuhtmälud[2] 20. Mälude klassifikatsioon[2] 21. Käsu täitmine protsessoris[1] 22. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm[1] 23. Kombinatsioonskeemid ja järjestiskeemid[1] 24. Analoog ja digitaal info. Analoog liides (DAC,ADC) [1] 25. Aritmeetika-loogika seade (ALU)[1] 26. Võrdlusskeem[1] 27. Analoog ja digitaal info. Helikaart[1] 28. Siirete (hargnemiste) ennustamine (Branch Prediction)[1] 29. Katkestused arvutis (Intrrupt) [1] 30. Protsessori üldstruktuur[1] 31. Optilised mäluseadmed[1] 32. Magnetmäluseadmed[1] 33. Klaviatuur[1] 34. Mälu hierarhia arvutis[1] 35
peale pinumälu piirkonnas ja seejärel kirjutatakse sõna mällu (nt 1001). Seega näitab pinumälu osuti (PS) alati viimasele sõnale pinumälus. Lugemine koosneb samuti kahest etapist. Esiteks loetakse SP järgi sõna (1001) ja seejärel suurendatakse pinumälu osutit ühe võrra (SP+1), et näitaks järgmisele pinumälusse jäänud sõnale. Pilet 16 1. Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad. 2. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. 3. Pinumälu (stack) realiseerimine ja kasutamine protsessoris. (p11) Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad Mikroskeemid moodustavad perekondi, mille elemendid on ühilduvate elektriliste parameetritega ja neid saab kasutada koos loogikaskeemide koostamisel. Eri perekondade komponendid võivad olla mitteühilduvad toitepinge, sisend- ja väljundnivoode poolest. Edukaim biopolaarne tehnoloogia oli TTL.
EPITAKSIA pooljuhtkristalli kasvatus keemilise reaktsiooni tulemusena. Eelised: väga täpselt orienteeritud kristallstruktuur, samaaegselt kristalli kasvatamisega võimalik sisse viia lisandeid sisalduse ühtlustamiseks, võimalik saada üle kolme erineva juhitavusega kihi. METALLISEERIMINE metallikihi pealekandmine peale kõigi struktuuride loomist, sellest kihist moodustatakse elementidevaheline juhtmestik. 2. RISC JA CISC PROTSESSORID, MIKROPROGRAMM RISC (Reduced/Regular Instruction Set Computing) ideoloogia aluseks võimalikult lihtne ja läbinähtav käsusüsteem (instruction set) ja võib kõik käsud täita otse riistvaras ühe taktiga. Suvapöördusmällu pöördutakse vaid LOAD & STROE tüüpi käskudega, st vaid andmete salvestamiseks/laadimiseks. Hoidutakse mälu lokatsioonide kasutamisest operandidena, kuna mälu poole pöördumine on aeglane.
Eelised on: 1) saadakse väga täpselt orienteeritud kristallstruktuur. 2) Samaaegselt kristalli kasvatamisega on võimalik sisse viia lisandeid, et nende sisaldus on ühtlane. 3) ON võimalik saada üle kolme erineva juhitavusega kihi. Metalliseerimine nimetatakse metallikihi pealekandmist pärast seda, kui kõik struktuurid on loodud, sellest kihist moodustatakse elementidevaheline juhtmestik. 2. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. Protsessorid jagunevad kaheks: RISC ja CISC. Nende erinevus seisneb selles, et CISCis on palju keerukaid käske, samas RISCis on vähe ja lihtsad käsud, samas kulub sellel ühe operatsiooni täitmiseks rohkem käske. Ajaliselt vaadates, kui CISC täidab mingi operatsiooni 1 käsuga, milleks kulub 10 ajaühikut, siis RISC kasutaks 5 käsku, mis võtavad aega 1 ajaühiku, kokkuvõttes on siis kiirem RISC. Tänapäeval kasutatakse enamasti protsessoreid, mis koosnevad neist mõlemaist
VT IX piletit....................................26 3. Pinumälu (stack) realiseerimine ja kasutamine protsessoris. VT XI piletit.......................26 XVI.......................................................................................................................................... 26 1. Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad.....................................................................27 2. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm.....................................................................28 3. Andmeedastus arvutis (järjestikandmeedastus, paralleelandmeedastus, veakindlad koodid)................................................................................................................................ 28 XVII......................................................................................................................................... 30 1
Käsuregistris oleva käsukoodi järgi valitakse mikroprogrammi alguse aadress. Edasi valib aadressigeneraator järgmise aadressi püsimälust loetud sõna mõnest väljast ja vajadusel hargnemiste puhul arvestab ka tingimustega. Samuti võimaldavad aadressigeneraatorid programmi täitmisel mõnel juhul liikuda +1 operatsiooniga järgmisele aadressile. Üht osa püsimälust loetud sõnast kasutatakse juhtsignaalide määramiseks. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm. CISC. Protsessoris on palju käske. Keerukas käsusüsteem realiseeriti mikroprogrammide abil, mismoodustasid kihi käsusüsteemi käskude ja otseselt riistvaras teostatavate tegevuste vahel. Leidub rida käske mida ei ole otstarbekas ALUs realiseerida, CISC realiseerib need mikroprogrammi abil. RISC. Protsessoris on vähe käske. Käsk tuleb täita ühe taktiga otse riistvaras. Välditakse keerulisi käske. Vähe aadresseerimise viise. Vähe käsuformaate, et kiirendada dekodeerimist
). 20 · Käsu täitmine protsessoris (Instruction Execution, fetch-decode- execute cycle) Järgnevalt on toodud käsu täitmise juhtimine protsessoris: Pärast käsukoodi dekodeerimist asub käsukoodi edasist täitmist juhtima juhtautomaat. Iga käsu täitmine koosneb teatud hulga elementaar operatsioonide (mikrooperatsioonid) teostamisest. Mikrooperatsioone täidetakse teatud algoritmi (mikroprogramm) alusel. Juhtautomaat kujutab endast käsu täitmise algoritmi riistavaralist realisatsiooni. Kõikide käskude täitmise algoritmidel on alguses ühisosa (käsukoodi lugemine, käsuloenduri modifitseerimine jne) ja pärast dekodeerimist täidetav spetsiaalosa (operandide lugemine, ALU operatsioonid, resultaadi salvestamine jne.). Käsu täitmise tsükkel (von Neumanni tsükkel): Inglise keeles kasutatakse ka nimetust fetch-decode-execute cycle. Alumisel pildil on kogu käsu
). 20 Käsu täitmine protsessoris (Instruction Execution, fetch-decode- execute cycle) Järgnevalt on toodud käsu täitmise juhtimine protsessoris: Pärast käsukoodi dekodeerimist asub käsukoodi edasist täitmist juhtima juhtautomaat. Iga käsu täitmine koosneb teatud hulga elementaar operatsioonide (mikrooperatsioonid) teostamisest. Mikrooperatsioone täidetakse teatud algoritmi (mikroprogramm) alusel. Juhtautomaat kujutab endast käsu täitmise algoritmi riistavaralist realisatsiooni. Kõikide käskude täitmise algoritmidel on alguses ühisosa (käsukoodi lugemine, käsuloenduri modifitseerimine jne) ja pärast dekodeerimist täidetav spetsiaalosa (operandide lugemine, ALU operatsioonid, resultaadi salvestamine jne.). Käsu täitmise tsükkel (von Neumanni tsükkel): Inglise keeles kasutatakse ka nimetust fetch-decode-execute cycle. Alumisel pildil on kogu käsu
Küllalt suurte maatriksite korral täidab automaat mitmeid mikroprogramme, mis kõik koosnevad kindlast käsustikust valitud mikrokäskudest, kuid mille järjestus mikroprogrammides on erinev. Igale makrokäsule vastava mikroprogrammi täitmine algab sel juhul kindlast mikrokäsu aadressist ning jätkub kuni mikroprogrammi lõpuni automaatselt. Iga järgmine makrokäsk käivitab uue mikroprogrammi. Mikroprogramme saab salvestada ka pooljuhtmällu. Mälul põhineva mikroprogramm- automaadi struktuur on näidatud joonisel 1.37. Mikrokäsu aadress salvestatakse aadressi- registrisse. Aadressi dešifreerimisel leitakse mälus sellele vastav mikrokäsk, mis sisaldab järgmise mikrokäsu aadressikoodi ja antud mikrokäsule vastava mikrooperatsiooni koodi. Mikrokäsk loetakse mälust käsuregistrisse. Sealt edasi läheb aadressikood dešifraatorisse DC. Aadressikoodi ja väljast saabuva juhtkäsu alusel moodustatakse dešifraatoris
annaabi.ee 
