Theoretischer Aufbau eines Prozessors

Fischmann · Gast

1. Was muss ein Prozessor machen?
Meiner Meinung nach soll er eine reihe von Befehlen (Programm) durcharbeiten, welche Daten verarbeiten, Daten Verschieben oder je nach erfüllen der Bedingung auf eine bestimmten Befehl springt.

2. Was muss ein Prozessor haben?
Ich denke 1. ein Rechenwerk mit Registern für die Operanden oder das Ergebnis und die ALU, 2. ein RAM indem die Befehle gespeichert sind 3. ein ladbarerZähler das die Adressen des RAM durchzählt, 4. ein Leitwerk welcher Befehle dekodiert und je nach befehl daten leitet oder den Befehlszähler mit einer neuen Befehlsnummer läd, 5. ein Speicher für die daten.

3. Wie könnte ein behlssatz für einen solchen prozessor aussehen.
Vieleicht so.

...
16. Lade den den wert aus FFE5 in den OPerandenregsiter A;
17. Lade den den wert aus FFE6 in den OPerandenregsiter B;
18. Addiere A und B undSpeichere das ergebnis in FFB4;
19. Springe nach 14. wenn FFB4 = 0000
20. Speichere FFB4 inden Hauptspeicher unter CD1B24

Was wäre daran fasch sien oder was könnte man noch besser machen?

ED209 · Anmeldungsdatum: 30.05.2005 Beiträge: 122

Ehrlich gesagt verstehe ich dein Post nicht.
Sind es 20 Fragen die du hast? Warum hast du was weggelassen, was genau willst du wissen? Warum sind die letzten 5 Fragen keine Fragen?

?(

TMS · Gast

Gascht · Gast

Fischman · Gast

OK, war blöder post war in der hektik

ich will hauptsächlich wissen wie ein Prozessor überhaupt funktioniert und ich
Will wissen was ein Prozessor für essenzielle Bestandteile braucht?

TMS · Gast

Hi @Fischman,
die Antwort muss glaub ich etwas umfangreicher sein -> das heisst es könnte dauern.
Wie eilig ist es?

Gruß TMS

TMSearcher · Anmeldungsdatum: 19.05.2005 Beiträge: 270 Wohnort: Bremen

Hi,
ich liebe Assembler und Prozessoren.
Aber dein Posting klingt danach, dass du über 80x86 und höher etwas erfahren möchtest und nichts über RISC Prozessoren oder ähnliches.
Das Problem -> man kann allein schon mit dem 80386 Mannjahre verbringen, bis man ihn richtig verstanden hat und einsetzen kann (erster realer Multitasking Prozessor). Vielleicht sollten wir uns erst mal mit einem 8086 begnügen? Ist das Ok?
Eine Antwort wäre schon fair, der Zeitaufwand auch dafür ist nicht gering.

Gruß
TMS

Nachtrag:
Ähm.. und es wird keine theoretische Betrachtung werden, sondern eine Betrachtung an Hand eines existierenden Prozessors.

Fischmann · Gast

ja es wäre interressant wie ein ganz einfacher Prozessor funktioniert!

TMSearcher · Anmeldungsdatum: 19.05.2005 Beiträge: 270 Wohnort: Bremen

Ok,
dann lass uns zu Beginn mit ein wenig Hardware starten, um den Grundaufbau kennen zu lernen. Das ist das Blockschaltbild eines 80186 (unterscheidet sich nur unwesentlich vom 8086) und alle Intel kompatiblen Prozessoren starten in diesem Modus -> nämlich im Realmode.
[diese Aussage stimmt Hardware mäßig nicht, aber soll ja auch erst mal nur um das Grundverständnis gehen]
Erklärung folgt.

PS.: das komplette Datasheet kann dort als PDF runtergeladen werden:
http://developer.intel.com/design/intarch/intel186/docs_186.htm
Ups.. geschockt

ich habe gerade festgestellt nicht angemeldete User können die Grafiken gar nicht sehen. -> also vielleicht registrieren, kostet nichts und tut nicht weh.
Wink

oder hierauf klicken Blocksheet 80186

TMSearcher · Anmeldungsdatum: 19.05.2005 Beiträge: 270 Wohnort: Bremen

Bus Interface Unit (der Prozessor muss mit seiner Umwelt kommunizieren können)
So fangen wir mal mit der Speicheradressierung an: Wir haben einen 20 Bit breiten Address-Buss (#1) der aufgeteilt ist in AD 0- 15 (0-1) und 16 -19. Damit hätten wir insgesamt eine Busbreite von 20 bit (0-19) und einen Adressierungsraum von 1.048.575 Adressen.
Diesen Bus erkennen wir in der "Bus Interface Unit". Warum der Bus gesplittet ist werde ich später erläutern.

Was müssen wir der Peripherie noch mitteilen? -> Ob gelesen oder geschrieben wird -> dafür sind die Leitungen WR (write) und RD (read) (die Striche über den Bezeichnungen sagen aus, dass die Leitungen negiert sind). Dass heißt ein Low Pegel (0V) ist der aktive Pegel zum Schreiben oder Lesen.

Nur zur Erinnerung wir befinden uns hier.

Die Bus Interface Unit übernimmt auch das Refresh timing (BHE nicht/RFSH nicht) des dynamischen Speicher.
Der Hold Eingang teilt dem Prozessor mit das der Bus jetzt von einem anderen Gerät übernommen werden möchte. Mit HLDA teilt der Prozessor dem anderen Gerät mit: „Ok, du kannst jetzt“
Mit dem LOCK Pin teilt der Prozessor anderen Geräten allerdings eindeutig mit, dass er jetzt nicht gestört werden möchte
Die anderen Pins dienen der Adressübergabe an den bus/ Peripherie und sind zurzeit nicht wichtig für das Grundverständnis.
Da der Prozessor ja nicht nur so irgend etwas adressiert, sondern Daten geschrieben bzw. abgeholt werden sollen benötigen wir einen sog. Datenbus . Die Pin’s für Daten und Adressbus sind bei diesem Prozessortyp identisch (um Pin’s zu sparen) die Umschaltung erfolgt extern und wird gesteuert über UCS. LCS, ALE, S2:0 nicht

Weiterhin müssen wir ein Unterscheidung treffen können, ob jetzt Speicher und RAM oder ein Ein/Ausgabebaustein bei der Adressierung angesprochen werden soll. Dies geschieht unter anderem in der

Chip Select Control Unit ( die CPU muss ja schließlich “Master of all sein”)
Jetzt sind wir hier
Diese Unit übernimmt weitere Steuerungsaufgaben, damit Daten und Adressen richtig interpretiert werden und an die richtige Stelle gelangen.

Fortsetzung folgt...