La CPU è formata da:
●L’UNITÀ ARITMETICA-LOGICA (ALU) esegue le operazioni aritmetiche e logiche necessarie
ad eseguire le istruzioni
● CIRCUITI DI CONTROLLO generano i bit di controllo per gestire il funzionamento della CPU
● BANCO DI REGISTRI: blocco di memoria contenente i registri generici della CPU
● PC e IR: registri che contengono rispettivamente l’indirizzo della prossima istruzione e
l’istruzione in esecuzione
● GENERATORE DI INDIRIZZI: aggiorna il contenuto di PC
● INTERFACCIA PROCESSORE MEMORIA gestisce il trasferimento di dei dati tra memoria e
CPU
BANCO DI REGISTRI:
Blocco di memoria piccolo e veloce. Consiste in vari registri con un circuito per l’accesso in
scrittura e lettura. Lettura contemporanea di 2 registri (porte di uscita A e B) e scrittura di un singolo
registro (porta di ingresso C) . Due ingressi per gli indirizzi di lettura (Indirizzo A, Indirizzo B) e
uno per l’indirizzo di scrittura (Indirizzo C). Per realizzare la lettura simultanea di due registri
esistono due metodi:
●Singolo banco di registri con percorsi dati e circuiti di accesso duplicati
●Due copie del banco di registri, una per A e l’altra per B
ALU:
Esegue le operazioni aritmetiche e logiche quali somma, sottrazione, AND, OR, XOR, etc. 2 porte
di input (InA e InB) rappresentanti gli operandi i ingresso. 1 uscita contenente il risultato
dell’operazione. Gli ingressi dell’ALU sono collegati ai registri di uscita A e B. Un MUX è usato
per scegliere se passare un valore immediato come secondo operando.
Generatore di indirizzi delle istruzioni:
Circuito usato per generare l’indirizzo della prossima istruzione da inserire nel PC. Un sommatore è
usato sia per incrementare PC di una parola (4 byte) e sia per sommargli uno spiazzamento nel caso
di salto. MuxINC seleziona che tipo di incremento effettuare. MuxPC seleziona se aggiornare PC
con l’incremento calcolato o con un indirizzo specifico (chiamata a sottoprogramma). Il registro
temporaneo PC-Temp è usato per salvare il valore di PC da inserire nel LR durante una chiamata a
sottoprogramma.
Per eseguire un’istruzione, il processore deve eseguire i seguenti 3 passi:
1. Prelievo dell’istruzione dalla memoria puntata da PC: IR ← [[PC]]
2. Incremento di PC di 4 unità (prossima istruzione): PC ← [PC] + 4
3. Esecuzione dell’istruzione prelevata
● I primi due passi vengono chiamati fase di prelievo (FETCH PHASE) ● Il terzo passo è chiamato
fase di esecuzione (EXECUTION PHASE) ● Durante la fase di esecuzione si possono svolgere
diverse azioni: lettura/scrittura da/in una locazione di memoria, lettura da registri, esecuzione di
operazioni aritmetiche e logiche, etc.
