Khái quát:
CU - Control Unit là đơn vị điều khiển, điều phối mọi hoạt động của các bộ phận chức năng trong CPU thông qua Control BUS. Có thể coi CU là khối dịch lệnh của CPU, nó tạo ra các tín hiệu tương ứng làm đầu vào cho Controller để điều khiển hoạt động của các khối chức năng. Các tín hiệu do CU tạo ra có thể phân thành hai loại: tín hiệu định thời và tín hiệu điều hành hoạt động của CPỤ Các tín hiệu định thời do CU tạo ra xác định trạng thái của CPU làm việc:
- Đang ở chếđộđọc dữ liệu vào (Input mode) - Đang đưa dữ liệu ra (Output mode)
- Đang bắt đầu một tác vụ khác (Beginning another operation). Các tín hiệu trạng thái của CPU xác định CPU đang:
- Đọc dữ liệu từ bộ nhớ (Memory Read) - Ghi dữ liệu vào bộ nhớ (Memory Write) - Nhận lệnh (Instruction Fetch)
- Đọc dữ liệu từ I/O (I/O Read) - Đưa dữ liệu ra I/O (I/O Write)
Các tín hiệu để phân biệt các tác vụ trên gồm: IO/M, RD/W và DBIN, DBOT. Cần hiểu rằng việc sử dụng mạch Logic Controller tạo các tín hiệu điều khiển dựa vào các tín hiệu trạng thái của CPU và tín hiệu định thời, có nghĩa là tạo tín hiệu gì và vào thời điểm nàọ
Mô hình kết nối đơn vịđiều khiển:
Hình 3.4 Mô hình kết nối đơn vịđiều khiển Đơn vị điều khiển
Thanh ghi lệnh
Các tín hiệu điều khiển bên trong CPU Các cờ
Clock
Bus điều khiển Các tín hiệu điều khiển
từ bus hệ thống
Các tín hiệu điều khiển đến bus hệ thống
Chức năng:
- Điều khiển nhận lệnh từ bộ nhớđưa vào bộ xử lý trung tâm CPU - Tăng nội dung của PC để trỏ sang lệnh kế tiếp
- Giải mã lệnh đã được nhận đểxác định thao tác mà lệnh yêu cầu - Phát ra các tín hiệu điều khiển thực hiện lệnh
- Nhận các tín hiệu yêu cầu từ bus hệ thống và đáp ứng với các yêu cầu đó. Các tín hiệu đưa đến đơn vị điều khiển bao gồm: tín hiệu Clock là tín hiệu nhịp từ mạch tạo dao động bên ngoàị Lệnh từ thanh ghi lệnh đưa đến để giải mã. Các cờ từ thanh ghi cờ cho biết trạng thái của bộ xử lý trung tâm CPỤ Các tín hiệu yêu cầu từbus điều khiển. Các tín hiệu phát ra từđơn vịđiều khiển bao gồm: các tín hiệu điều khiển bên trong bộ xửlý trung tâm CPU như điều khiển các thanh ghi, điều khiển khối tính toán số học và logic ALU; và các tín hiệu điều khiển bên ngoài bộ xử lý trung tâm CPU như điều khiển bộ nhớ, điều khiển các modul vào-rạ[4]