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Aufbau

Blockschaltbild eines Prozessors, unbekannte Ursprungsquelle

Bussystem

Leitungssystem, Verbindung und Kommunikation der Systemkomponenten, Transport der Informationen binär codiert

  • Datenbus
    • Verbindung der einzelnen Funktionseinheiten
    • parallele, binär codierte Übertragung der zu verarbeiteten Daten (nicht Adressen oder Steuersignale)
    • Anzahl der Leitungen bestimmt die maximale Wortlänge, heute 64 Bit
    • Mikroprozessor erhält (Speicher, Ein-/Ausgabe) und sendet seine Daten (Ergebnisse aus ALU) über den Datenbus => bidirektional
    • Datenbuspuffer
      • zwischen Mikroprozessor und Bussystem der übrigen Systemkomponenten
      • Anpassung der Taktraten und Spannungspegel
      • Zwischenspeicherung der Daten
  • Adressbus
    • Transport der Adressen (wo die Daten im Datenbus hin müssen)
    • unidirektional; wird nur vom Prozessor angesprochen
    • Adressbuspuffer
  • Steuerbus
    • Zuordnung der Daten zu den Adressen
    • zeitliche Koordination der Signalabläufe
    • alle Anschlüssen, die den Ablauf von außen beeinflussen können
    • Signalübertragung, was soll gemacht werden? Bsp: RES IO/-M RD -WR

Steuerwerk

  • Koordination des gesamten Signalablaufs (Signale: richtige Zeit/Ort)
  • Sender der Steuersignale
  • Interpretation der Eingangssignale: logische und zeitliche Koordinierung aus Steuerinformationen der Eingangssignale
  • Befehlsdekodierer
  • Befehlsregister (Zwischenspeicherung der Befehle zur Überprüfung des Befehlsbyte durch Befehlsdekodierer)

Speicherwerk

  • Zwischenspeicherung von Daten (in Registern), z.B. bei math. Operation Zwischenspeicherung des ersten Operanden
  • Speicher i.d.R. 2-Bit breit, die einzeln/paarweise abgerufen werden können (Flexibilität in der Wortlänge)
  • Stackpointer/Stapelzeiger: speichert Adresse vom Programm (im RAM: Stapelspeicher)
  • RAM: Stapelspeicher: möglich Bereich zum Stapelspeicher zu deklarieren; LIFO: Last In First Out; push- und pop-Methode
  • Befehlszähler: Adresse des Befehls, der bearbeitet wird; inkrementiert

Operationswerk

  • ALU = Arithmetisch Logische Einheit
  • akkumulatives Register (AX): manuell mit Daten füllen
  • Zwischenregister: automatisch mit Daten gefüllt; z.B. bei math. Operation: 1. Operand in AX, 2. und Ergebnis in Zwischenregister
  • Zustandsregister: Flip-Flops, u.a. Überschreitung der Datenlänge