Central Processing UnitCentral Processing Unit(CPU)(CPU)

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

R1

Concetti Operativi di BaseConcetti Operativi di Base

MEMORIA

Unità dicontrollo ALU

R0 R1 Rn-1

MDR

MAR

PC

IR

I1: Load Op1,R1I2: Load Op2,R0I3: Add R1,R0I4: Store R0,Ris

MDR = Memory Data RegisterMAR = Memory Address RegisterPC = Program CounterIR = Instruction Register

…..

CPU

Operazioni effettuate dalla CPUOperazioni effettuate dalla CPU

1. Prelevare il contenuto della Memoria e spostarlo in un registro

2. Memorizzare il contenuto di un registro in memoria

3. Copiare il contenuto di un registro in un altro registro

4. Eseguire una operazione logico-aritmetica e memorizzare ilrisultato in un registro

CPUCPU

PC

MAR

MDR

Y

Z

Unità di Controllo

IR

R0

Rn

TEMP

.

.

.

…..

Segnali di controllo

.

. ALU

Add

Sub

Xor

LineeContr.ALU

Carry-in

BUS

BUSCPU

CPUCPU

R0

Y

Z

ALUCarry-in

BUSCPU

…

0 1 2 3 c1 c2

0 1 n

…

…

…

Rin

Rout

CPUCPU

R0

Y

Z

ALUCarry-in

BUSCPU

…

0 1 2 3 c1 c2

0 1 n

…

…

…

Rin

Rout

0

S

R

Rin Rout

Q

Q

Esecuzione di una operazioneEsecuzione di una operazione

ADD (R3), R1

1. Pcout , Marin , Read, Clear Y, Set Carry-in ALU,Add, Zin

2. Zout , Pcin , WMFC3. Mdrout , Irin

4. R3out , Marin , Read5. R1out , Yin , WMFC6. Mdrout , Add , Zin

7. Zout , R1in , End

Controllo CablatoControllo Cablato

CodificatoreDecodificatoreIstruzioni

IR

Decodificatore Passi

Contatore passi dicontrollo

Flag Stato

Codici condizione

ClockCLK Reset

Run End

Segnali di controllo

T1 …..

…..

Tn

Add

Sub

Xor

.

.

.

.

.

.

Generazione segnale ZGenerazione segnale Zinin

Zin= T1 + T6 • ADD + T5 • BR + …..

T6

T5

T1

ADD

BR

Zin

Operazioni in MemoriaOperazioni in Memoria

Read

Write

J

K

Q

Q

J

K

Q

Q

Clock WMFC

MFC

MR

MW

Contatore Passi

RUN

Da controllo cablato a MicroprogrammatoDa controllo cablato a Microprogrammato

ADD R1,(R3)

1. Pcout , Marin , Read, 2. Yin, Set Carry-in ALU,Add, Zin

3. Zout , Pcin , WMFC4. Mdrout , Irin

5. R3out , Marin , Read6. R1out , Yin , WMFC7. Mdrout , Add , Zin

8. Zout , R1in , End

Controllo MicroprogrammatoControllo Microprogrammato

Generatore indirizziDi partenza e Salto

Flag Stato

Codici condizione

IR

PC

Memoria di controllo

Segnali di controllo

Clock