よみもの:CPUのしくみ
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CPUのしくみ。記事とは違った説明をしたいなと思っている。
※なんとなくの説明です。厳密な解釈が欲しい方は他を当たってください。
※CPUと聞いてパソコンやケータイの部品を思い浮かべたかもしれませんが、ここではマイコンの話をします。
そもそもCPUの定義は?[編集]
曖昧である。
大体の定義:メモリから命令を読み込み、その処理を実行し、必要に応じて外部に出力するハードウェア。
動作の順番[編集]
- クロックが立ち上がる。
- プログラムカウンタをカウントアップする。
- プログラムカウンタを参照し、メモリから該当の命令を読み込む。
- データセレクタやACUなどにデコーダから指示が飛ぶ。
- 命令に従って処理を実行する。
- フラグ[1]などがあればそれも記憶する。
- 始めへもどる。
クロック[編集]
それぞれの装置が、タイミングを合わせて動くようにするもの。人間でいう手拍子。
リセット[編集]
強制的に初期状態に戻す信号。本来は起動時にも必要。
メモリ[編集]
そのまま。命令が格納されている。実は、一度に全て読み出せるわけではなく、64bitなら64バイト分しか読み出せない。
命令体系[編集]
オペレーションコード[2]のあとにイミディエイトデータ[3]がつく。
プログラムカウンタ[編集]
今現在何番目の命令を実行しているか記憶する装置。ジャンプ命令の時はこれの数値を書き換える。
余談:CPU自作[編集]
筆者もしたことないので保証はできないが、74シリーズのICがあればマイコン自作も可能である。
実際にそのような本も出版されている。 渡波 郁 『CPUの創りかた』 マイナビ出版、2003年9月。ISBN 978-4-8399-0986-4。