Что такое control unit
control unit
Полезное
Смотреть что такое «control unit» в других словарях:
Control Unit — [Abk. CU, dt. »Kontrolleinheit«], Synonym für Prozessor … Universal-Lexikon
Control unit — A control unit in general is a central (or sometimes distributed but clearly distinguishable) part of the machinery that controls its operation, provided that a piece of machinery is complex and organized enough to contain any such unit. One… … Wikipedia
control unit — See electronic control unit ignition control unit mixture control unit vacuum control unit warm up control unit … Dictionary of automotive terms
control unit — Computers. 1. the part of a CPU that interprets the instructions in programs and directs the operation of the entire system. 2. controller (def. 5). [1960 65] * * * control unit noun (computing) The part of a central processor which interprets… … Useful english dictionary
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control gear; control unit; drive unit vok. Steuereinheit, f; Steuergerät, n rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. control arrangement; control gear; control unit vok. Steueranlage, f; Steuergerät, n; Steuerungseinrichtung, f rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. dispositif… … Fizikos terminų žodynas
control unit — valdiklis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control device; control unit; controller vok. Fahrschalter, m; Kontroller, m; Steuereinheit, f; Steuergerät, n; Steuerschalter, m; Steuerwerk, n rus. контроллер, m pranc. contrôleur, m … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo blokas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control block; control unit vok. Regeleinheit, f; Steuerblock, m; Steuereinheit, f; Steuerungseinheit, f rus. блок управления, m pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas tam tikram objektui valdyti. atitikmenys: angl. control device; control unit vok. Steuereinheit, f; Steuerwerk, n rus. управляющее устройство, n; устройство… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Control Unit — Das Steuerwerk (englisch Control Unit, kurz CU) ist der Kern des Mikroprozessors. Im Steuerwerk befinden sich die Befehlsregister und der Befehlsdecoder. Seine Aufgabe ist die Abarbeitung des Programms, d.h. Befehl für Befehl eines Programms… … Deutsch Wikipedia
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis informatika apibrėžtis Centrinio procesoriaus funkcinis komponentas valdymo operacijoms atlikti. Santrumpa VĮ. Turi ↑programos skaitiklį ir komandų registrą, į kurį iš operatyviosios atminties persiunčia komandas … Enciklopedinis kompiuterijos žodynas
control unit
блок управления
Если в замкнутой телевизионной системе установлено более одной камеры, требуется устройство, позволяющее управлять записываемыми и просматриваемыми видеосигналами. Существует три основных типа блоков управления видеосигналом:
— мультиплексор,
— коммутатор,
— квадратор.
[http://www.alltso.ru/publ/glossarij_setevoe_videonabljudenie_terminy/1-1-0-34]
Тематики
контроллер (в системах обработки и передачи информации)
устройство управления
блок управления
блок контроля
управляющий блок
центральный процессор
—
[Л.Г.Суменко. Англо-русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.]
Тематики
Синонимы
пункт управления
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]
Тематики
Тематики
устройство управления системы обработки информации
устройство управления
Устройство, предназначенное для выполнения функции управления в системе обработки информации в целом или ее отдельными частями.
[ГОСТ 15971-90]
Тематики
Синонимы
3.5. блок управления (control unit): Элемент конструкции коврика или пола, который реагирует на состояние датчика (датчиков) и управляет состоянием выходного сигнала. Он может также контролировать целостность коврика или пола, реагирующего на давление, в соответствии с категорией по ЕН 954-1 и содержать устройства обработки сигнала. Блок управления может быть составной частью системы управления машиной.
3.114 управляющий модуль (control unit): Устройство, находящееся вне гибкой части, при помощи которого можно установить или регулировать среднюю потребляемую мощность прибора.
1 Управляющие модули могут быть установлены в шнуре питания или на конце промежуточного шнура.
2 Многопозиционные переключатели в шнурах не считаются управляющими модулями, если в них не установлены элементы, регулирующие потребляемую мощность.
Полезное
Смотреть что такое «control unit» в других словарях:
Control Unit — [Abk. CU, dt. »Kontrolleinheit«], Synonym für Prozessor … Universal-Lexikon
Control unit — A control unit in general is a central (or sometimes distributed but clearly distinguishable) part of the machinery that controls its operation, provided that a piece of machinery is complex and organized enough to contain any such unit. One… … Wikipedia
control unit — See electronic control unit ignition control unit mixture control unit vacuum control unit warm up control unit … Dictionary of automotive terms
control unit — Computers. 1. the part of a CPU that interprets the instructions in programs and directs the operation of the entire system. 2. controller (def. 5). [1960 65] * * * control unit noun (computing) The part of a central processor which interprets… … Useful english dictionary
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control gear; control unit; drive unit vok. Steuereinheit, f; Steuergerät, n rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. control arrangement; control gear; control unit vok. Steueranlage, f; Steuergerät, n; Steuerungseinrichtung, f rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. dispositif… … Fizikos terminų žodynas
control unit — valdiklis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control device; control unit; controller vok. Fahrschalter, m; Kontroller, m; Steuereinheit, f; Steuergerät, n; Steuerschalter, m; Steuerwerk, n rus. контроллер, m pranc. contrôleur, m … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo blokas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control block; control unit vok. Regeleinheit, f; Steuerblock, m; Steuereinheit, f; Steuerungseinheit, f rus. блок управления, m pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas tam tikram objektui valdyti. atitikmenys: angl. control device; control unit vok. Steuereinheit, f; Steuerwerk, n rus. управляющее устройство, n; устройство… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Control Unit — Das Steuerwerk (englisch Control Unit, kurz CU) ist der Kern des Mikroprozessors. Im Steuerwerk befinden sich die Befehlsregister und der Befehlsdecoder. Seine Aufgabe ist die Abarbeitung des Programms, d.h. Befehl für Befehl eines Programms… … Deutsch Wikipedia
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis informatika apibrėžtis Centrinio procesoriaus funkcinis komponentas valdymo operacijoms atlikti. Santrumpa VĮ. Turi ↑programos skaitiklį ir komandų registrą, į kurį iš operatyviosios atminties persiunčia komandas … Enciklopedinis kompiuterijos žodynas
control unit
Смотреть что такое «control unit» в других словарях:
Control Unit — [Abk. CU, dt. »Kontrolleinheit«], Synonym für Prozessor … Universal-Lexikon
Control unit — A control unit in general is a central (or sometimes distributed but clearly distinguishable) part of the machinery that controls its operation, provided that a piece of machinery is complex and organized enough to contain any such unit. One… … Wikipedia
control unit — See electronic control unit ignition control unit mixture control unit vacuum control unit warm up control unit … Dictionary of automotive terms
control unit — Computers. 1. the part of a CPU that interprets the instructions in programs and directs the operation of the entire system. 2. controller (def. 5). [1960 65] * * * control unit noun (computing) The part of a central processor which interprets… … Useful english dictionary
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control gear; control unit; drive unit vok. Steuereinheit, f; Steuergerät, n rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. control arrangement; control gear; control unit vok. Steueranlage, f; Steuergerät, n; Steuerungseinrichtung, f rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. dispositif… … Fizikos terminų žodynas
control unit — valdiklis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control device; control unit; controller vok. Fahrschalter, m; Kontroller, m; Steuereinheit, f; Steuergerät, n; Steuerschalter, m; Steuerwerk, n rus. контроллер, m pranc. contrôleur, m … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo blokas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control block; control unit vok. Regeleinheit, f; Steuerblock, m; Steuereinheit, f; Steuerungseinheit, f rus. блок управления, m pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas tam tikram objektui valdyti. atitikmenys: angl. control device; control unit vok. Steuereinheit, f; Steuerwerk, n rus. управляющее устройство, n; устройство… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Control Unit — Das Steuerwerk (englisch Control Unit, kurz CU) ist der Kern des Mikroprozessors. Im Steuerwerk befinden sich die Befehlsregister und der Befehlsdecoder. Seine Aufgabe ist die Abarbeitung des Programms, d.h. Befehl für Befehl eines Programms… … Deutsch Wikipedia
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis informatika apibrėžtis Centrinio procesoriaus funkcinis komponentas valdymo operacijoms atlikti. Santrumpa VĮ. Turi ↑programos skaitiklį ir komandų registrą, į kurį iš operatyviosios atminties persiunčia komandas … Enciklopedinis kompiuterijos žodynas
control unit
1 control unit
блок управления
Если в замкнутой телевизионной системе установлено более одной камеры, требуется устройство, позволяющее управлять записываемыми и просматриваемыми видеосигналами. Существует три основных типа блоков управления видеосигналом:
— мультиплексор,
— коммутатор,
— квадратор.
[ http://www.alltso.ru/publ/glossarij_setevoe_videonabljudenie_terminy/1-1-0-34]
Тематики
контроллер (в системах обработки и передачи информации)
устройство управления
блок управления
блок контроля
управляющий блок
центральный процессор
—
[Л.Г.Суменко. Англо-русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.]
Тематики
Синонимы
пункт управления
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]
Тематики
Тематики
устройство управления системы обработки информации
устройство управления
Устройство, предназначенное для выполнения функции управления в системе обработки информации в целом или ее отдельными частями.
[ ГОСТ 15971-90]
Тематики
Синонимы
3.5. блок управления (control unit): Элемент конструкции коврика или пола, который реагирует на состояние датчика (датчиков) и управляет состоянием выходного сигнала. Он может также контролировать целостность коврика или пола, реагирующего на давление, в соответствии с категорией по ЕН 954-1 и содержать устройства обработки сигнала. Блок управления может быть составной частью системы управления машиной.
3.114 управляющий модуль (control unit): Устройство, находящееся вне гибкой части, при помощи которого можно установить или регулировать среднюю потребляемую мощность прибора.
1 Управляющие модули могут быть установлены в шнуре питания или на конце промежуточного шнура.
2 Многопозиционные переключатели в шнурах не считаются управляющими модулями, если в них не установлены элементы, регулирующие потребляемую мощность.
2 control unit
3 control unit
shaping unit — формирующий блок; формирователь
4 control unit
5 control unit
6 control unit
7 control unit
8 control unit
9 control unit
10 control unit
11 control unit
12 control unit
13 control unit
14 control unit
15 control unit
16 control unit
17 control unit
18 control unit
19 control unit
20 control unit
См. также в других словарях:
Control Unit — [Abk. CU, dt. »Kontrolleinheit«], Synonym für Prozessor … Universal-Lexikon
Control unit — A control unit in general is a central (or sometimes distributed but clearly distinguishable) part of the machinery that controls its operation, provided that a piece of machinery is complex and organized enough to contain any such unit. One… … Wikipedia
control unit — See electronic control unit ignition control unit mixture control unit vacuum control unit warm up control unit … Dictionary of automotive terms
control unit — Computers. 1. the part of a CPU that interprets the instructions in programs and directs the operation of the entire system. 2. controller (def. 5). [1960 65] * * * control unit noun (computing) The part of a central processor which interprets… … Useful english dictionary
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control gear; control unit; drive unit vok. Steuereinheit, f; Steuergerät, n rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. control arrangement; control gear; control unit vok. Steueranlage, f; Steuergerät, n; Steuerungseinrichtung, f rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. dispositif… … Fizikos terminų žodynas
control unit — valdiklis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control device; control unit; controller vok. Fahrschalter, m; Kontroller, m; Steuereinheit, f; Steuergerät, n; Steuerschalter, m; Steuerwerk, n rus. контроллер, m pranc. contrôleur, m … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo blokas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control block; control unit vok. Regeleinheit, f; Steuerblock, m; Steuereinheit, f; Steuerungseinheit, f rus. блок управления, m pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas tam tikram objektui valdyti. atitikmenys: angl. control device; control unit vok. Steuereinheit, f; Steuerwerk, n rus. управляющее устройство, n; устройство… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Control Unit — Das Steuerwerk (englisch Control Unit, kurz CU) ist der Kern des Mikroprozessors. Im Steuerwerk befinden sich die Befehlsregister und der Befehlsdecoder. Seine Aufgabe ist die Abarbeitung des Programms, d.h. Befehl für Befehl eines Programms… … Deutsch Wikipedia
control unit — valdymo įtaisas statusas T sritis informatika apibrėžtis Centrinio procesoriaus funkcinis komponentas valdymo operacijoms atlikti. Santrumpa VĮ. Turi ↑programos skaitiklį ir komandų registrą, į kurį iš operatyviosios atminties persiunčia komandas … Enciklopedinis kompiuterijos žodynas
СОДЕРЖАНИЕ
Блоки управления мультициклом
В многоцикловом компьютере блок управления часто выполняет цикл фон Неймана : получение инструкции, выборка операндов, выполнение инструкции, запись результатов. Когда следующая инструкция помещается в блок управления, это изменяет поведение блока управления, чтобы правильно завершить команду. Таким образом, биты инструкции напрямую управляют блоком управления, который, в свою очередь, управляет компьютером.
Блок управления может включать в себя двоичный счетчик, чтобы сообщить логике блока управления, какой шаг он должен делать.
Блоки управления мультициклом обычно используют как нарастающий, так и спадающий фронт своих прямоугольных тактовых импульсов. Они выполняют шаг своей операции на каждом фронте тактового сигнала, так что четырехэтапная операция завершается за два такта.
Блоки управления могут быть спроектированы так, чтобы обрабатывать прерывания одним из двух типичных способов. Если наиболее важна быстрая реакция, блок управления разработан так, чтобы отказаться от работы, чтобы обработать прерывание. В этом случае незавершенная работа будет возобновлена после последней выполненной инструкции. Если компьютер должен быть очень недорогим, очень простым, очень надежным или должен выполнять больше работы, блок управления завершит работу в процессе до обработки прерывания. Завершение работы обходится недорого, поскольку для записи последней выполненной инструкции регистр не требуется. Это просто и надежно, потому что в нем наименьшее количество состояний. Это также тратит впустую минимум работы.
Многоцикловые компьютеры обычно используют больше циклов. Иногда требуется больше времени, чтобы выполнить условный переход, потому что счетчик программы должен быть перезагружен. Иногда они выполняют инструкции умножения или деления с помощью процесса, похожего на двоичное длинное умножение и деление. Очень маленькие компьютеры могут выполнять арифметические операции по одному или нескольким разрядам за раз. На некоторых компьютерах есть очень сложные инструкции, состоящие из множества этапов.
Конвейерные блоки управления
В конвейерном компьютере инструкции проходят через компьютер. Этот дизайн состоит из нескольких этапов. Например, он может иметь одну стадию для каждого шага цикла фон Неймана. Конвейерный компьютер обычно имеет «конвейерные регистры» после каждого этапа. Они хранят биты, вычисленные этапом, так что логические элементы следующего этапа могут использовать биты для выполнения следующего этапа. Обычно каскады с четными номерами работают на одном фронте прямоугольных импульсов, в то время как каскады с нечетными номерами работают на другом.
В конвейерном компьютере блок управления организует запуск, продолжение и остановку потока в виде программных команд. Данные инструкции обычно передаются в конвейерных регистрах от одного этапа к другому с несколько отделенной частью управляющей логики для каждого этапа. Блок управления также гарантирует, что инструкция на каждом этапе не нарушает работу инструкций на других этапах. Например, если два этапа должны использовать один и тот же фрагмент данных, логика управления гарантирует, что использование выполняется в правильной последовательности.
При эффективной работе конвейерный компьютер будет иметь инструкции на каждом этапе. Затем он работает над всеми этими инструкциями одновременно. Он может завершить примерно одну инструкцию за каждый цикл своих часов. Когда программа принимает решение и переключается на другую последовательность инструкций, конвейер иногда должен отбросить обрабатываемые данные и перезапустить. Это называется «стойлом». Когда две инструкции могут мешать, иногда блок управления должен прекратить обработку более поздней инструкции, пока не завершится более ранняя инструкция. Это называется «пузырем конвейера», потому что часть конвейера не обрабатывает инструкции. Пузыри конвейера могут возникать, когда две инструкции работают с одним и тем же регистром.
Прерывания и неожиданные исключения также останавливают конвейер. Если конвейерный компьютер прекращает работу из-за прерывания, теряется больше работы, чем на многоцикловом компьютере. Предсказуемые исключения не должны останавливаться. Например, если для входа в операционную систему используется инструкция исключения, она не вызывает остановки.
Экономика? Конвейерная модель компьютера часто имеет наименьшее количество логических вентилей на команду в секунду, меньше, чем у многоциклового или вышедшего из строя компьютера. Почему? Средний этап менее сложен, чем у многоциклового компьютера. Вышедший из строя компьютер обычно в любой момент времени имеет большое количество неактивной логики. Подобные расчеты обычно показывают, что конвейерный компьютер потребляет меньше энергии на инструкцию.
Однако конвейерный компьютер обычно сложнее и дороже, чем сопоставимый многоцикловый компьютер. Обычно он имеет больше логических вентилей, регистров и более сложный блок управления. Точно так же он может использовать больше общей энергии, затрачивая меньше энергии на инструкцию. Вышедшие из строя процессоры обычно могут выполнять больше инструкций в секунду, потому что они могут выполнять несколько инструкций одновременно.
Предотвращение киосков
Блоки управления используют множество методов, чтобы заполнить трубопровод и избежать остановок. Например, даже простые блоки управления могут предполагать, что обратный переход к более ранней инструкции с меньшим номером является циклом и будет повторяться. Таким образом, блок управления с такой конструкцией всегда будет заполнять трубопровод обратным ответвлением. Если компилятор может определить наиболее часто используемое направление ветвления, он может просто создать инструкции, так что наиболее часто используемая ветвь будет предпочтительным направлением ветвления. Подобным образом блок управления может получать подсказки от компилятора: на некоторых компьютерах есть инструкции, которые могут кодировать подсказки от компилятора о направлении ветвления.
Некоторые блоки управления выполняют предсказание переходов: блок управления хранит электронный список последних переходов, закодированный адресом инструкции перехода. В этом списке есть несколько битов для каждой ветви, чтобы запомнить направление, которое было выполнено последним.
Чтобы помочь в этом, были разработаны вышедшие из строя ЦП и блоки управления для обработки данных по мере их поступления. (См. Следующий раздел)
Вышедшие из строя блоки управления
Когда выполнение вычислений является самым медленным, инструкции перетекают из памяти в элементы электроники, называемые «модулями выдачи». Блок выдачи удерживает инструкцию до тех пор, пока не станут доступны и его операнды, и блок исполнения. Затем инструкция и ее операнды «передаются» исполнительному блоку. Блок исполнения выполняет инструкцию. Затем полученные данные перемещаются в очередь данных для записи обратно в память или регистры. Если компьютер имеет несколько исполнительных блоков, он обычно может выполнять несколько инструкций за такт.
Обычно используются специализированные исполнительные подразделения. Например, компьютер со скромной ценой может иметь только один исполнительный модуль с плавающей запятой, потому что модули с плавающей запятой стоят дорого. Один и тот же компьютер может иметь несколько целочисленных единиц, поскольку они относительно недороги и могут выполнять большую часть инструкций.
С некоторой дополнительной логикой табло может компактно комбинировать переупорядочение выполнения, переименование регистров и точные исключения и прерывания. Кроме того, он может делать это без энергоемкой сложной памяти с адресацией по содержанию, используемой алгоритмом Томасуло.
Если выполнение происходит медленнее, чем запись результатов, в очереди обратной записи в память всегда есть свободные записи. Но что делать, если память пишет медленно? Или что, если регистр назначения будет использоваться «более ранней» инструкцией, которая еще не выдана? Затем, возможно, потребуется запланировать этап обратной записи инструкции. Иногда это называют «снятием с эксплуатации» инструкции. В этом случае на задней стороне исполнительных модулей должна быть логика планирования. Он планирует доступ к регистрам или памяти, которые будут получать результаты.
Логика списания также может быть встроена в табло выдачи или очередь Tomasulo, путем включения доступа к памяти или регистру в логику выдачи.
Контроллерам, вышедшим из строя, требуются специальные конструктивные особенности для обработки прерываний. Когда выполняется несколько инструкций, неясно, где в потоке инструкций происходит прерывание. Для входных и выходных прерываний работает практически любое решение. Однако, когда на компьютере есть виртуальная память, происходит прерывание, указывающее на сбой доступа к памяти. Этот доступ к памяти должен быть связан с точной инструкцией и точным состоянием процессора, чтобы состояние процессора могло быть сохранено и восстановлено прерыванием. Обычное решение сохраняет копии регистров до завершения обращения к памяти.
Кроме того, вышедшие из строя процессоры имеют еще больше проблем с остановками из-за ветвления, потому что они могут выполнять несколько инструкций за такт и обычно имеют много инструкций на разных этапах выполнения. Таким образом, эти блоки управления могут использовать все решения, используемые конвейерными процессорами.
Перевод блоков управления
Некоторые компьютеры переводят каждую отдельную инструкцию в последовательность более простых инструкций. Преимущество состоит в том, что вышедший из строя компьютер может быть проще по большей части своей логики, при этом обрабатывая сложные многоступенчатые инструкции. Процессоры Intel x86, начиная с Pentium Pro, преобразуют сложные инструкции CISC x86 во внутренние микрооперации, подобные RISC.
Блоки управления маломощными компьютерами
Многие современные компьютеры имеют элементы управления, которые минимизируют потребление энергии. В компьютерах с батарейным питанием, например в мобильных телефонах, преимущество заключается в более длительном сроке службы батареи. В компьютерах с питанием от электросети оправданием является снижение затрат на электроэнергию, охлаждение или шум.
Активную мощность легче уменьшить, потому что это не влияет на данные, хранящиеся в логике. Обычный метод снижает тактовую частоту процессора. Большинство компьютерных систем используют этот метод. Обычно ЦП бездействует во время перехода, чтобы избежать побочных эффектов от изменения тактовой частоты.
У большинства компьютеров также есть инструкция «остановить». Это было изобретено, чтобы останавливать код без прерывания, чтобы код прерывания имел надежную синхронизацию. Однако вскоре разработчики заметили, что команда остановки также является хорошим временем для полного отключения тактовой частоты процессора, что снижает активную мощность процессора до нуля. Контроллеру прерываний могут по-прежнему нужны часы, но они обычно потребляют гораздо меньше энергии, чем ЦП.
Эти методы относительно легко разработать, и они стали настолько распространенными, что другие были изобретены с коммерческой выгодой. Многие современные маломощные КМОП-процессоры останавливают и запускают специализированные исполнительные блоки и шинные интерфейсы в зависимости от необходимой инструкции. Некоторые компьютеры даже организуют микроархитектуру ЦП для использования мультиплексоров, запускаемых передачей, так что каждая инструкция использует только точные части необходимой логики.
Теоретически компьютеры с более низкой тактовой частотой также могут уменьшить утечку за счет снижения напряжения источника питания. Это влияет на надежность компьютера во многих отношениях, поэтому проектирование является дорогостоящим и встречается редко, за исключением относительно дорогих компьютеров, таких как ПК или мобильные телефоны.
В некоторых конструкциях могут использоваться транзисторы с очень низкой утечкой, но это обычно увеличивает стоимость. Барьеры истощения транзисторов могут быть увеличены, чтобы уменьшить утечку, но это делает транзистор больше и, следовательно, медленнее и дороже. Некоторые производители используют этот метод в отдельных частях ИС, создавая логику с низкой утечкой из больших транзисторов, которые некоторые процессы предоставляют для аналоговых схем. В некоторых процессах транзисторы размещаются над поверхностью кремния в виде «плавников», но в этих процессах больше этапов, поэтому они более дороги. Специальные легирующие материалы транзисторов (например, гафний) также могут уменьшить утечку, но это добавляет этапов обработки, делая ее более дорогостоящей. Некоторые полупроводники имеют большую ширину запрещенной зоны, чем кремний. Однако эти материалы и процессы в настоящее время (2020 г.) дороже кремния.
Управлять утечкой сложнее, потому что перед отключением логики данные в ней должны быть перемещены в какой-либо тип хранилища с низкой утечкой.
Некоторые процессоры используют специальный тип триггера (для хранения бита), который соединяет быструю ячейку памяти с высокой степенью утечки с медленной, большой (дорогой) ячейкой с низкой утечкой. Эти две ячейки имеют отдельные источники питания. Когда ЦП переходит в режим энергосбережения (например, из-за остановки, которая ожидает прерывания), данные передаются в ячейки с низкой утечкой, а остальные отключаются. Когда ЦП выходит из режима низкой утечки (например, из-за прерывания), процесс меняется на противоположный.
В более старых версиях состояние процессора копировалось в память или даже на диск, иногда с помощью специального программного обеспечения. Очень простые встроенные системы иногда просто перезагружаются.
Интеграция с компьютером
Многие старые компьютеры встраивали ввод и вывод определенного типа непосредственно в блок управления. Например, многие старые компьютеры имели переднюю панель с переключателями и светом, напрямую управляемыми блоком управления. Они позволяют программисту напрямую вводить программу и отлаживать ее. В компьютерах более позднего производства чаще всего передняя панель использовалась для входа в небольшую программу начальной загрузки, которая считывала операционную систему с диска. Это раздражало. Итак, передние панели были заменены программами начальной загрузки в постоянной памяти.
Большинство моделей PDP-8 имели шину данных, предназначенную для того, чтобы устройства ввода-вывода заимствовали логику чтения и записи памяти блока управления. Это снизило сложность и стоимость высокоскоростных контроллеров ввода-вывода, например, для диска.
Функции блока управления
Таким образом, программа инструкций в памяти заставит CU сконфигурировать потоки данных CPU для правильного управления данными между инструкциями. В результате получается компьютер, который может запускать полную программу и не требует вмешательства человека для внесения изменений в оборудование между инструкциями (как это должно было быть сделано при использовании только перфокарт для вычислений до того, как были изобретены сохраненные запрограммированные компьютеры с CU).
Проводной блок управления
Аппаратные блоки управления реализованы за счет использования блоков комбинационной логики с конечным числом вентилей, которые могут генерировать конкретные результаты на основе инструкций, которые использовались для вызова этих ответов. Блоки управления с проводным подключением, как правило, быстрее, чем микропрограммные конструкции.
Контроллер, использующий этот подход, может работать с высокой скоростью; однако у него мало гибкости. Сложный набор инструкций может ошеломить дизайнера, использующего специальную логику.
Аппаратный подход стал менее популярным по мере развития компьютеров. Раньше блоки управления для ЦП использовали специальную логику, и их было сложно спроектировать.