A mikroprocesszor meghatározott feladatokat ellátó egységekből épül fel, és ezek az egységek szoros kapcsolatban vannak egymással.

A processzorok legfontosabb funkcionális egységei:

BU (Bus Unit): Sín vezérlő és meghajtó egység

IU (Instrucion Unit): Utasítás feldolgozó egység

AU (Address Unit): Címkiszámító egység

EU (Excess Unit): Végrehajtó egység. Ez tartalmazza a processzor legfontosabb és legbonyolultabb egységeit.

 

A processzorok működésének legfontosabb lépései:

• A processzor a megkapott címeket felhasználva a címsínen keresztül kiadja az első utasítás kezdőcímét a RAM-ba.
• Az adatsínen keresztül beolvasásra kerül az első utasítás.
• Ezt megérti és kiszámolja az utasításhoz tartozó operandusok memóriabeli címeit és azokat a címbuszon keresztül kiadja a RAM-nak.
• Onnan a kiolvasott operandusok az adatbuszon keresztül bekerülnek a műveletvégző egységbe és megtörténik az utasítás végrehajtása.
• Ez így folytatódik tovább a program teljes végrehajtása alatt.

 

Felépítésüket tekintve a processzorokat két jól elkülöníthető csoportba sorolhatjuk:

 

CISC processzorok: ezek a hagyományosabb, régebbi típusok, mikroprogramozott vezérlőegységet tartalmaznak. Lassabb működésűek, kevés regisztert tartalmaznak olcsóbbak, kisebb rendszereknél használják.

RISC processzorok: ezek a korszerűbb, újabb típusok, huzalozott vezérlőegységet tartalmaznak. Gyorsabb működésűek, sok regisztert tartalmaznak, nagyobb rendszereknél használják.

 

A mikroprocesszorok legfontosabb részegységei:

 

Vezérlőegység: az utasítások alapján előállítja a processzoron belüli és a processzorhoz kapcsolódó külső egységek működéséhez szükséges vezérlő jeleket.

Felépítését tekintve két fő fajtáját különböztetjük meg (huzalozott, mikroprogramozott).

 

Aritmetikai és logikai egység: az ALU feladata a matematikai és logikai műveletek végzése.

Regiszterek: a µP-on belül található gyors működésű és viszonylag kis darabszámú 8, 16, 32, 64... bites tároló helyek. A µP-ok fejlődésével a bennük lévő regiszterek száma is növekszik. Fajtái: Adatregiszterek, Címzőregiszterek, Rendszerregiszterek

Cache tár: egy gyors működésű és kis méretű tár, a memória és a µP között helyezkedik el. A cache tár lehet a µP-on belül és a µP-on kívül is. Kezdetben csak a µP-on kívül helyezték el, a legújabb típusoknál azonban egyre több cache tárat alakítanak ki a µP-on belül is.

 

Módszerek az utasítások feldolgozásának gyorsítására

Az egyik megoldás az ütemező (órajel) frekvenciájának növelése.

A másik megoldás az utasítások feldolgozásának átlapolása. Ezt a módszert „pipelining"-nak nevezzük.