Processorarkitektur

Den här artikeln behöver fler eller bättre källhänvisningar för att kunna verifieras. (2022-10) Åtgärda genom att lägga till pålitliga källor (gärna som fotnoter). Uppgifter utan källhänvisning kan ifrågasättas och tas bort utan att det behöver diskuteras på diskussionssidan.

Processorarkitektur kallar man det sätt en centralprocessor (CPU) eller annan processor arbetar på. Processorerna har normalt, på lite olika sätt, hand om all databehandling inklusive såväl aritmetiska som logiska beräkningar.

Vidstående figur visar lite förenklat hur en CPU kan fungera. Den nyttjar dock inget indexregister vilket är en finess som tillkom först 1949. I övrigt återspeglar den en fullt funktionell CPU.

Vi har alltså:

• En ackumulator (AC) där data mellanlagras och manipuleras (främst skiftas och återlagras från ALU:n)
• En ALU (Arithmetic Logic Unit) där de aritmetiska och logiska operationerna utförs
• En programräknare (PC) som håller reda på var och vad som ska exekveras/läsas ur arbetsminnet
• Ett adressregister (AR) där adresserna mellanlagras
• Ett dataregister (DR) där data mellanlagras
• Ett instruktionsregister (IR) där instruktionerna realiseras i form av små primitiva mikroinstruktioner.

Förutom ovanstående behövs:

• Ett CCR (Condition Code Register) för att tyda de aritmetiska operationernas resultat. Till exempel har vi så kallade flaggor för negativt tal (Negative, N=1), för stort tal (Carry, C=1), noll (Zero, Z=1) och utanför talområdet (Overflow, V=1). I normala fall har vi även flaggor för Interrupt (I) och så kallad Half Carry (H) som inträffar mellan nibblar vid aritmetiska operationer.
• En heladderare (FA) för additionen eller subtraktionen (på tvåkomplementsform) som inte alltid behöver göras på flyttalsform.
• Vi kan skippa separat multiplikator/dividerare om man kan acceptera multipler om 2 som aritmetisk operation med hjälp av skiftning (LSL=*2, LSR=/2) (Horners metod).

Dessutom kan det vara bra att ha:

• Ett stackpekarregister (SP). Detta speciellt om man vill kunna använda sig av subrutinanrop (som kräver att minst PC+1 sparas undan som återhoppsadress). Det är ännu viktigare vid interrupt (IRQ) om man väljer att implementera det i sin processor.