Внутренние операции МП

Большинство современных компьютеров выполняют команды последовательно. Для каждой команды реализуются следующие действия (цикл команды): команда выбирается из памяти, дешифрируется (преобразуется во внутренний микрокод ЦПУ), и выполняется ее микрокод. Для передачи данных и выборки команды МП инициирует т. н. цикл шины. Цикл шины состоит из нескольких тактов синхронизации (машинных тактов ). Для 8086/88 это минимум 4 такта, для 286, 386, 486 - 2, Pentium ‘а - ?. В первом такте Т1 на шину адреса выдается адрес, во втором такте Т2 производится коммутация направления передачи (устанавливаются сигналы M/IO*, WR, RD), в тактах Т3 и Т4 выполняется передача данных. Если устройство не может передавать информацию со скоростью шины, то с помощью сигнала неготовности READY (RDY) между тактами Т3 и Т4 вводится несколько тактов ожидания TW. У МП 286 и выше объединены такты T1 и T2, T3 и T4 за счет разделения шин адреса и данных. Существует несколько типов циклов шины (разные варианты чтения и записи, подтверждения прерывания, индикации останова, пакетные (блочные) и т.п.). Если цикл шины не требуется, интерфейс реализует холостые состояния TI. Выполнение команды также требует одного или нескольких машинных тактов (не считая циклов шины для получения операндов из памяти или ВУ).

Машинные такты формируются МП из сигнала синхронизации, который подается на вход CLC от внешнего тактового генератора. Как правило МП может работать в широком диапазоне частот. В различных МП используется одно- или двухчастотная синхронизация (с делением или умножением).

Начальная установка и запуск МП производится сигналом высокого уровня на входе RESET. Это происходит при включении питания и перезагрузке. Сигнал сброса для МП должен быть синхронизирован с сигналом CLC и формируется генератором синхронизации. На время действия сигнала RESET все выходы становятся пассивными или переводятся в третье состояние. По этому сигналу МП прекращает все внутренние операции, обнуляет все регистры, кроме CS=FFFF и общих регистров, которые устанавливаются в начальное состояние программным путем. В некоторых случаях выполняется самопроверка МП. После сброса МП формирует адрес первой команды инициализации FFFF0 (т.е. переходит к ПЗУ BIOS).

Останов МП, выполняется командой HLT. При этом МП прекращает все действия, не выдает никаких управляющих сигналов (все тристабильные буфера отключены). Выйти из этого состояния можно только аппаратным сбросом или аппаратным прерыванием.