Hình II.7 CPU, bộ nhớ, thiết bị vàora và khả năng sử dụng ngắt
1. Kiến trúc CPU
1.1. Chức năng và kiến trúc của CPU
Trước hết, CPU phải thực hiện được các phép tính số học và phép tính lôgic cơ bản: cộng (addition), trừ (subtraction), VÀ logic (AND), đảo giá trị
(NOT) và HOẶC logic (OR) và các lệnh vào/ra dữ liệu (INP, OUT). Kiến trúc CPU phải đáp ứng yêu cầu tối thiểu này, phải có các khối chức năng hiện thực hoá các phép tính trên.
Khối chức năng đầu tiên là ALU (Arithmetic – Logic Unit) thực hiện
các phép tính ADD, SUB, AND, NOT và OR).
Như vậy, kiến trúc đòi hỏi CPU, ngoài ALU, phải có các thanh ghi toán hạng X, Y và thanh ghi kết quả tính toán A.
Nếu cho rằng để đơn giản hoá cấu trúc CPU, ta sử dụng thanh ghi A làm thanh ghi cho một toán hạng, đồng thời là thanh ghi kết quả xử lý, xây dựng lại đường truyền dữ liệu ta có CPU đơn giản hơn như hinh sau:
Sau cùng, cần hiểu rằng khi xử lý dữ liệu, tính toán, có những kết quả
trung gian (hoặc các toán hạng) cần được lưu giữ vì nhiều lý do khác, CPU
cần thêm một vùng nhớ phụ với tốc độ truy nhập thật cao, hoặc còn gọi là
các thanh ghi (đa dụng), cấu trúc sẽ được mở rộng thêm như sau:
Với các thanh ghi (ô nhớ phụ) B, C, D, E, F, G cần thiết phải có mạch
chọn thanh ghi (Register Selector) để chọn thanh ghi, tức là chọn đúng ô lưu
Nguyễn Trung Đồng – Tel 0983 410 866
Và cuối cùng, một thanh ghi bất kỳ đều có thể chứa một trong các toán hạng ALU cần xử lý, hoặc là lưu giữ kết quả xử lý, chúng sẽ được liên kết với thanh ghi A và ALU như sau:
Như vậy có thể tóm lược kiến trúc của CPU và khả năng trao đổi thông tin dữ liệu với các thiết bị ngoại vi trong mô hình sau: