Organização Interna do Processador SAP

A Figura 4.12 mostra a organização interna do processador, que possui um barramento interno de 8 bits compartilhado por diversos dispositivos.

Este processador efetuará somente acesso à memória para busca de instruções e dados, transferência de dados entre memórias e registradores, e operações aritméticas de soma e subtração. Pode-se dividi-lo em duas partes principais: do lado esquerdo fica toda a parte de controle da CPU, enquanto do lado direito estão situados os registradores e componentes responsáveis pela execução do programa em si.

Principais Blocos e Funções

• Contador de Programa (PC - Program Counter): Constituído de um contador de quatro bits (0h a Fh), é o responsável por enviar à memória o endereço da próxima instrução a ser executada.
• Registrador de Acesso à Memória (MAR - Memory Address Register): É o registrador que armazena o endereço atual da instrução que está sendo executada no momento; sua saída é conectada diretamente ao barramento de endereços da RAM, para que a mesma busque o dado contido no endereço apontado.
• Memória RAM: A memória RAM ligada a este processador é um modelo estático de 16 x 8 bits, ou seja, é possível armazenar 16 bytes do endereço 0000b a 1111b (apontado pelo valor de MAR). Nesta memória ficarão armazenados o programa a ser executado e os dados que serão processados por ele.
• Registrador de Instrução (IR - Instruction Register): Esse registrador tem sua saída mais significativa apontada para a Unidade de Controle; tem a função de mostrar a ela o código do operador atual para que seja interpretado e executado.
• Unidade de Controle (Control Unit): É a máquina de estados que recebe como entrada o código do operador que deve ser executado e aciona os sinais de controle necessários para que os passos da instrução sejam executados. É aqui que a macroinstrução presente no IR é transformada em um grupo de microinstruções.

Palavra de Controle

Observe que a organização dos sinais de controle dos diversos dispositivos forma o que chamamos de palavra de controle (neste caso com 12 bits). Dependendo dos sinais a serem acionados ou não a cada ciclo de clock, existe uma palavra de controle (microcódigo) diferente, que dirá ao sistema o que ocorrerá na próxima transição de clock. O formato da palavra de controle deste processador é mostrado a seguir:

Registradores de Processamento e Saída

• Registrador A (Accumulator): O Acumulador é um registro que armazena respostas intermediárias entre as operações. Ele pode servir para um armazenamento geral, bem como para armazenar um dado que entra direto na ULA do processador ou ainda sua própria saída após uma operação aritmética ou lógica.
• Unidade Lógica e Aritmética (ULA): A ULA deste processador nada mais é do que um somador-subtrator. Suas entradas são armazenadas nos registradores A e B e sua saída é disponibilizada no barramento central, podendo ser tanto armazenada novamente no acumulador como enviada para a saída do sistema (registrador OUT).
• Registrador B: É um registrador exclusivo para armazenar uma das parcelas que entram na ULA. Observe que só é possível escrever no mesmo, provendo o dado a entrar na ULA para ser processado.
• Registrador O (Output Register): Esse registrador tem um decodificador de display acoplado, com o objetivo de servir como interface de saída do processador, armazenando resultados de processamentos feitos. Também é um registrador exclusivamente de escrita; sua leitura não é permitida.