Un microprocessore costituisce l’unità centrale del calcolatore elettronico: regola e coordina le attività di tutte le unità che lo compongono ed esegue le istruzioni che costituiscono i programmi.
Ogni CPU contiene:
– l’ Unità Aritmetico-Logica (ALU), che esegue le operazioni aritmetiche e logiche;
– l’ Unità di Controllo, che legge le istruzioni dalla memoria e le esegue;
– numerosi registri, il cui accesso risulta più rapido rispetto a quello della memoria centrale;
– ulteriori unità suppletive che concorrono all’architettura della CPU.
Tutti i circuiti di un microprocessore sono costituiti da un insieme di porte logiche collegate tra loro. Una porta logica è un circuito elettronico semplice in grado di eseguire una delle operazioni logiche booleane elementari quali NOT, AND, OR, XOR, NOR, NAND, XNOR.
In questa sezione analizziamo l’unità di decodifica.
L’Unità di decodifica riceve le istruzioni che devono essere elaborate; poi attiva le unità interne del microprocessore che saranno impegnate nel processo di elaborazione.
Nei processori più datati, l’unità di decodifica traduceva l’istruzione ricevuta in un microcodice, con il quale era possibile gestire l’Unità Aritmetico-Logica, i registri e le altre unità funzionali.
La tecnica della pipeline ha permesso di sostituire il microcodice con segnali di controllo. Quest’ultimi sono in grado di temporizzare le varie unità funzionali. Il microcodice, anche se poco utilizzato, non è stato del tutto sostituito e viene utilizzato da alcune CPU per codificare istruzioni poco utilizzate, le quali vengono mantenute per ragioni di compatibilità.
I processori CISC sono progettati per eseguire set di istruzioni molto complesse. La complessità di queste istruzioni rende difficile gestire l’esecuzione parallela. I progettisti, per arginare questo problema, hanno reso il microprocessore capace di tradurre le istruzioni complesse in altrettante più semplici: un lavoro svolto dall’Unità di decodifica.
L’unità in esame è una componente critica dei microprocessori superscalari, in quanto si occupa di ricevere le istruzioni per organizzarle in modo tale da ridurre gli stalli della pipeline. Questo è possibile attraverso l’ausilio di alcune tecniche, come ad esempio l’esecuzione fuori ordine, la ridenominazione dei registri, l’esecuzione speculativa e la predizione dei salti.
Sommario, Bibliografia e Sitografia
Vincenzo Barile
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