CPU/Adresseinheit und Busschnittstelle: Unterschied zwischen den Versionen
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Aktuelle Version vom 29. März 2023, 12:34 Uhr
Adresseinheit (AU) & Busschnittstelle (BIU)
- Der Aufbau der AU mit einem zentralen Addierer in Bild 5 ähnelt dem der ALU.
- Tatsächlich wurde die Adressberechnung bei den ersten Prozessoren auch noch in dieser erledigt.
- Die spezialisierte AU erledigt das jedoch schneller und vor allem parallel zur ALU.
- Der Decoder ist im einfachsten Fall als Linksschieberegister realisiert.
- Dieser Barrel Shifter extrahiert die Adressinformation aus dem Befehl durch Verschieben des Befehlscodes um n Bit in nur einem Taktzyklus.
- Die extrahierte Grundadresse gelangt dann in Hilfsregister A, wo Sie stabil anliegt bis der Addierer seine Arbeit beendet hat.
- Hilfsregister B beinhaltet den Inhalt des Programmzählers oder den des BIU-Adresspuffers.
- Die komplexere MMU realer PC-Prozessoren kann darüber hinaus virtuelle Adressen verwalten.
- Das Betriebssystem lagert hierbei den Speicher blockweise auf die Festplatte aus.
- Greift die CPU auf den ausgelagerten Speicher zu, verursacht das einen Seitenfehler, der die MMU zum Handeln veranlasst.
- Das Betriebssystem blendet dann den gewünschten Speicherbereich in das RAM des PCs ein und lagert einen gerade nicht benötigten dafür aus.
- Den virtuellen Speicher kann die CPU dank MMU so ansprechen, als wäre er real existierendes RAM.
Address Unit: Die AU sorgt für die Berechnung der Adresse. In modernen CPUs verseht eine leistungsfähigere MMU diesen Dienst.
Busschnittstelle (BIU)
- Die Busschnittstelle verbindet die internen Busse des Prozessors mit der Außenwelt.
- Sie enthält Puffer zur Zwischenspeicherung von Adressen, Daten und Steuersignalen.
- Die CPU arbeitet intern mit einer möglichst niedrigen Spannung, damit die Erwärmung bei hohen Taktfrequenzen in erträglichen Grenzen bleibt.
- Die BIU sorgt deshalb auch für eine Pegelanpassung zwischen dem CPU-Kern und dem externen Bussystem.