CPU - 제어유닛 (Control Unit)

제어유닛 (Control Unit)

제어유닛 (Control Unit)

- 시스템 내 모든 장치들의 동작을 지시하고 제어하는 장치

 : 명령 레지스터에서 읽어들인 명령어를 해독하여 해당하는 장치에게 제어신호를 전송

 

 

- 기능

 : 명령어 코드의 해독

 : 명령어 실행에 필요한 제어 신호의 발생

 

 

- 관련 개념

 : 마이크로 명령어 (제어 단어)

   = 명령어 사이클의 각 주기에서 실행되는 마이크로 연산에 대응되는 비트들로 이루어진 단어

   = 다음에 수행될 또 다른 마이크로 명령어 결정

 

 : 마이크로 프로그램

   = 마이크로 명령어들의 집합

 : 루틴 
   = CPU의 특정 기능을 수행하기 위한 마이크로 명령어들의 그룹
   = ex) 인출 사이클 루틴, 실행 사이클 루틴, 인터럽트 사이클 루틴

 

 

 

 

 

https://atoz-develop.tistory.com/entry/%EC%A0%9C%EC%96%B4%EC%9E%A5%EC%B9%98-%EC%A0%9C%EC%96%B4%EC%9E%A5%EC%B9%98%EC%9D%98-%EA%B5%AC%EC%84%B1%EA%B3%BC-%EB%AA%85%EB%A0%B9%EC%96%B4-%EC%88%98%ED%96%89-%EA%B3%BC%EC%A0%95

제어장치와 처리장치간 관계

1. 제어장치는 명령을 받아 신호에 해당하는 제어신호(마이크로연산)을 처리장치(ALU)로 전송

2. 처리장치(ALU)에서 제어신호에 의해 입력 데이터를 받아 처리 후 출력데이터를 반환

3. 처리장치에서 연산 결과로 나타나는 상태신호를 제어장치로 전송

4. 상태신호를 분기, 조건판단 등을 위한 판단 기준을 제공

 

 

 

 

 

 

https://syundev.tistory.com/70

구성요소(내부장치)
- 명령 해독기 (Instruction Decoder)
 : 명령어 레지스터(IR)로 부터 들어오는 수행해야할 명령어를 해독한 뒤 제어 신호 발생

 

 

- 제어 주소 레지스터 (CAR, Control Address Register)
 : 다음에 실행할 명령어의 주소를 저장하는 레지스터
 : Mapping의 결과 값, 주소 필드 및 서브루틴 레지스터의 내용 적재

 

 

- 제어 버퍼 레지스터 (CBR, Control Buffer Register)
 : 제어 기억장치로부터 읽혀진 마이크로 명령어 비트들을 일시적으로 저장하는 레지스터

 

 

- 서브 루틴 레지스터 (SBR, Subroutine Register)
 : 마이크로 프로그램에서 서브루틴이 호출되는 경우에 현재의 CAR(제어 주소 레지스터) 내용을 일시적으로
   저장하는 레지스터

 

- 제어 기억장치 (Control Memory)
 : 마이크로 프로그램을 저장하는 내부 기억장치

 

- 순서 제어 모듈 (Sequencing Module)
 : 마이크로 명령어의 실행 순서를 결정하는 회로들의 집합

 

 

 

 

구성요소 (Control Unit 외부 레지스터 - CPU 레지스터 셋에 위치)

- 프로그램 카운터 (Program Counter)

 : 다음에 수행될 명렁어의 주소를 기억하는 레지스터

 

 

 

 

CPU의 명령어 세트 설계 과정

- 명령어들의 종류 및 비트 패턴 정의

 

- 명령어들의 실행에 필요한 하드웨어 설계

 

- 각 명령어를 위한 실행 사이클 루틴 작성

 : 마이크로 프로그래밍

 

- 기억 장치에 마이크로 프로그램 코드 저장

 

 

 

 

 

 

Refference

기술자료 - CPU의 구조

 

컴퓨터 구조 - 제어 유니트의 제어방식과 기능 및 구조