[ 임베디드 시스템 - 프로세서 ] 레지스터 , 산술 논리 장치, 제어 장치, 프로세스 버스 #1

안녕하세요 푸쿵의 하루입니다

 

 

질문은 언제든지 환영입니다^^

 

 

1.임베디드 시스템이란?

 

임베디드은 기계나 기타 제어가 필요한 시스템에 대해, 제어를 위한 특정 기능을 수행하는 컴퓨터 시스템으로 장치 내에 존재하는 전자 시스템이다

 

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2. 프로세스

 

- 프로세서 디지털 시스템의 핵심은 CPU ( Central Processor Unit )이다

 

 

- 프로그램을 메모리 장치에서 읽어 연산처리, 비교처리, 데이터 전송, 편집, 변환, 테스트와 분기 등의 데이터 처리와, 각종 입출력 장치 구동

 

 

- 제어장치, 연산장치, 레지스터와 데이터 버스로 구성된다.

 

< 프로세스 구조 >

 

레지스터 , 산술 논리 연산 장치(ALU) , 제어 장치 (CU) , 버스 (BUS)

 

 

 

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1-1 레지스터 ( Register )

 

 

-프로세서 내부에서 데이터를 일시적으로 보관하는 기억 장치 ( Flip-flop 와 Latch 구성 )

 

 

< 레지스터 종류 >

 

 

-범용 레지스터 : 프로그램 또는 데이터 처리에 필요한 작업을 수행하기 위해서 사용

 

 

-제어용 레지스터 : 프로그램 or 프로세서를 제어 ,프로그램 카운터 ( Program Counter )

 

 

-상태 레지스터 : 프로세서의 상태를 나타낸다.

 

 

 

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1-2. 산술 논리 장치 ( ALU )

 

 

- 산술 연산 수행 : 덧셈 뺄셈 등

 

 

- 논리 연산 수행 :  And , OR 등

 

 

- 상태 레지스터 또는 Flag 레지스터에 연산 결과 기록 ( Carry , Overflow 발생 )

 

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1-3. 제어 장치 ( CU )

 

 

- 명령어 해석하고 실행

 

 

- 명령을 읽고 실행하기 위한 내부 데이터 흐름 제어

 

 

 

 

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1-4. 프로세서 버스

 

- 버스 : 디지털 회수에서 시스템의 여러 장치들을 연결하는 경로

 

< 버스 종류 >

 

- 내부 버스 ( Internal Bus ) : 프로세서 내부에서 레지스터와 ALU사이의 신호를 교환하고, 그 결과를 다시 레지스터에 전달하는 경로

 

 

- 외부 버스 ( external Bus ) : 프로세서와 외부의 기억장치 사이, 프로세서와 I/O 장치 사이에 존재하는 버스

 

데이터 버스 : 데이터를 외부 장치에 전달 혹은 외부 장치로부터 읽어오는 경로

 

어드레스 버스 : 프로세서에서 기억장치나 I/O 장치의 주소 정보 전송 경로

 

제어 버스 : 프로세서에서 기억장치나 I/O 장치에 입출력 동작을 지시하는 제어신호를 전송하는 경로

 

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< 프로세스의 종류 >

 

- I386

오랜 기간의 사용으로 안정성 확보

PC와 동일한 개발 환경 구성

 

-ARM

간단한 명령어 사용하고, 개발 환경이 간단하다.

전력 소모가 작아서 휴대폰이나 PDA같은 휴대 단말기에 많이 사용

 

-PowerPC

강력한 네트워크 기능을  포함한 SoC로 널리 알려짐

 

-M68K

네트워크 장비 및 휴대 단말기에서 많이 사용

 

-MIPS

고속의 처리 능력

고속 네트워크 장비등에 많이 사용

 

 

 

파이프라인이란?

 

- 프로세서로 가는 명령어들의 움직임 또는 명령어를 수행하기 위해 프로세서에 의해 취해진 산술적인 단계가 연속적이고 겹치는 것을 말한다

 

-파이프라인이 없으면 하나의 명령을 읽어와서 요구하는 연산을 수행하고, 다음 명령을 메로리에서 가져온다

 

-파이프라인을 사용하면 프로세서가 산술 연산을 수행하는 동안에 다음 명령어를 메모리에서 가져온다.