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Fonctionnement du microprocesseur : 3 unités fonctionnelles et exécution d’une instruction

Salut! Nombreux sont ceux qui se posent la question de savoir comment fonctionne un microprocesseur se demandant comment se passent les choses à l’intérieur pour traiter les informations. Dans cet article nous allons élucider la réponse à cette question : nous allons parler du fonctionnement du microprocesseur. Nous allons vous présenter ses unités fonctionnelles  et le circuit d’exécution d’une instruction.

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Fonctionnement du microprocesseur : Unités fonctionnelles

Le processeur est constitué d’un ensemble d’unités fonctionnelles reliées entre elles. Chaque unité fonctionnelle a un travail spécifique qui lui est attribué.

Unité d’instruction

On l’appelle aussi unité de commande ( en anglais Control unit ). Elle lit les données arrivant, les décode puis les envoie à l’unité d’exécution. Cette unité est constituée du :

  • Séquenceur : Encore appelé bloc logique de commande, il est chargé de synchroniser l’exécution des instructions au rythme d’une horloge.Il voit aussi les signaux de commande
  • Compteur ordinal : il contient l’adresse de la prochaine instruction à traiter
  • Registre d’instruction : il contient les instructions en cours d’exécution

Unité d’exécution

Il est également appelé unité de traitement. Il accomplit les tâches que lui a données l’unité ‘instruction. Elle comprend entre autres :

  • L’unité arithmétique et logique (UAL) : elle assure les fonctions basiques de calculs arithmétiques et les opérations logiques
  • L’unité en virgule flottante : floatting point unit en anglais (FPU) , elle accomplit les calculs complexes non entiers que ne peut réaliser l’UAL
  •  Le registre d’état : il contient les éléments qui indiquent dans quel état électrique se trouve le microprocesseur.
  • Le registre accumulateur : elle contient le résultat de l’opération en cours.

Unité à de gestion des bus ou d’entrée/sortie

Elle gère les flux d’information entrant et sortant en interface avec la mémoire vive du système pendant le fonctionnement du microprocesseur.

 

Fonctionnement du microprocesseur : Circuit d’exécution d’une instruction

Un microprocesseur exécute un programme qui est une suite d’instructions stockées dans la mémoire et codées sur plusieurs octets. Pendant le fonctionnement du microprocesseur, on dit qu’il exécute des opérations . Une opération est constituée des opérandes et des données traitées par l’opération. 

Exécution d’une opération

fonctionnement du microprocesseur

Pour exécuter une opération ou les instructions dans l’ordre établi par le programme, le microprocesseur doit savoir, à chaque instant, l’ordre de la prochaine instruction à exécuter. C’est le registre pointeur d’instructions ou compteur ordinal qui s’en charge. Ces adresses sont repérées par un code hexadécimal. La valeur initiale du pointeur d’instruction est fixée par le compteur. Elle vaut une valeur bien définie à la mise sous tension ou lors du reset de l’ordinateur.

Pour savoir le type d’opération qui doit être exécutée, le processeur lit le premier octet de l’instruction pointée et la charge dans le pointeur d’instruction.

Ce code est décodé par le décodeur contenu dans le microprocesseur. Des signaux de contrôle de l’UAL sont fonction de l’opération demandée.

L’UAL utilise les accumulateurs pour stocker les informations. Pendant que l’instruction est décodée, le pointeur est incrémenté. Le processus de lecture et de décodage commence.

A la suite, un registre du microprocesseur est actualisé en fonction du résultat, il s’agit du registre d’état.

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Nous espérons qu’à la fin de cet article, le fonctionnement du microprocesseur  n’est plus mystérieux pour vous . A très bientôt !

 

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