CPU/Steuereinheit und Rechenwerk

Steuereinheit (CU)

• Die CU ist die Kommandozentrale der CPU.
• Sie steuert alle Abläufe im Innern des Prozessors sowie seine Kommunikation nach außen.
• Die CU holt sich diesen Befehl aus dem Arbeitsspeicher/Cache und speichert ihn in einem Register zwischen.
• Damit ist der CPU-Bus frei für weitere Aktionen.
• Im Befehlsdecoder untersucht die CU die einzelnen Bit des commandos dann genauer.
• Aus einem Teil der Information ergibt sich der weitere logische und zeitliche Ablauf bei der Befehlsausführung.
• Handelt es sich um einen fest implementierten Befehl, werden sofort die entsprechenden Schritte in der Ablaufsteuerung eingeleitet.
• Sind alle zur Steuerung notwendigen Informationen gesammelt, beginnt die Ablaufsteuerung damit, das System zu koordinieren.
• Dazu gehört auch die Steuerung der BIU, um die Operanden für die Rechenbefehle in die Register zu laden.

Bild 3

Control Unit: Die CU steuert alle Abläufe im Innern des Prozessors sowie seine Kommunikation nach außen.

Rechenwerk (ALU)

• Die ALU ist in der CPU für die Rechenarbeit zuständig.
• Alle aktuellen PC-Prozessoren besitzen neben einem oder mehreren dieser Rechenwerke für Ganzzahlen auch solche für Fließkommaarithmetik.
• Das Bild zeigt den Datenweg unserer Beispiel-CPU.
• Die CU steuert die ALU, die auf Anweisung die beiden Operanden aus dem Registersatz holt, mit denen sie rechnen soll.
• Sie werden zunächst in den beiden Hilfsregistern zwischengepuffert, damit sie während der gesamten Rechenoperation stabil anliegen.
• Im nächsten Schritt führt die ALU die von der CU geforderte Rechenoperation aus.
• Das Resultat wird schließlich im Ergebnisregister zwischengepuffert, damit sich die ALU sofort der nächsten Aufgabe zuwenden kann.

Bild 4

Arithmetical and Logical Unit: Die ALU und ihr Datenweg. Die Hilfsregister für die Operanden und Ergebnisse gehören zu diesem nktionsblock.