CISC architektura

CISC (anglicky Complex Instruction Set Computer) v informačních technologiích označuje procesor s velkou sadou strojových instrukcí (řádově stovky) a relativně malým počtem registrů (jejich počet obvykle nepřesahuje 30). Procesory CISC mají různě dlouhé strojové instrukce, jejichž vykonání trvá různě dlouhou dobu. Označení CISC bylo zavedeno jako protiklad až poté, co se prosadily procesory RISC, které mají instrukční sadu naopak maximálně redukovanou. Operační paměť je mnohem pomalejší než procesor. Aby se výpočet nezpomaloval několika přístupy do paměti při vykonání jedné operace vznikly složitější instrukce. Vysoká složitost instrukcí - instrukční soubor rozšířen o nové a složitější operace, aby pro celou operaci stačilo jen načtení jediné instrukce. Řadič procesoru je navrhnut na základě řídicí paměti, která uchovává mikroprogramy jednotlivých strojových instrukcí. Vykonání strojové instrukce probíhá jako posloupnost mikrooperací. Posloupnost mikroinstrukcí je dána v řídicí paměti. Řídicí paměti (většinou ROM) jsou mnohem rychlejší než operační paměť. S rozvojem mikroelektroniky se řídicí paměti integrovaly s procesorem do jednoho čipu, stejně jako vyrovnávací paměť (cache) instrukcí nebo údajů. Procesory CISC začaly využívat zřetězené zpracování mikroinstrukcí a později i zřetězené zpracování, proto jsou v současnosti nejvíce rozšířeny ( Pentium, PentiumPro).

CISC s mikrokódem

V současné době jsou některé CISC procesory konstruovány interně jako procesor RISC (jehož hardwarová výroba je jednodušší, snadněji se implementuje pipelining atd.). Tento interní mikroprocesor operuje s tzv. mikroinstrukcemi, pomocí nichž jsou interpretovány běžné strojové CISC instrukce (tzv. mikrokód). Jedna CISC instrukce je tak provedena jako několik elementárních RISC mikroinstrukcí. Takové CISC procesory jsou tak vlastně malé počítače řízené vlastním programem.

Aktualizace mikrokódu

Mikrokód je u procesorů Intel (Pentium Pro a novějších) možné nahrazovat, čehož využívají výrobci procesorů k opravě chyb. Nový mikrokód se musí po každém zapnutí nahrávat znovu, protože je uložen ve volatilní paměti a mikroprocesor se po vypnutí vrací ke svému původnímu mikrokódu. K aktualizaci mikrokódu může být použit BIOS (v rámci POST testů po zapnutí počítače) nebo je možné ho nahradit i později (ovladač CPU v Microsoft Windows, nástroj microcode_ctl v Linuxu.

Široká instrukční sada procesorů CISC usnadňuje jejich programování, protože není některé operace nutné rozepisovat (například násobení), avšak ve strojovém kódu (nebo v jazyce symbolických adres) se dnes programuje jen minimálně. Složitost CISC procesorů vede k problémům při výrobě (velká spotřeba materiálu, větší pravděpodobnost vady, komplikovaný návrh, problémy s vysokými frekvencemi, pipelining, cache atd).

Typickými zástupci koncepce CISC jsou procesory rodiny Motorola 68000 a procesory postavené na architektuře Intel x86 Zdroj:

• Wikipedia
• www.radovan.bloger.cz

Otázky k opakování z referátů mikroprocesorové techniky TVY

                                                                                                                                                                                                                                                                     Zdroj: 

Dsulakova 23. 4. 2010, 07:06 (UTC)
--Arni 27. 5. 2010, 13:48 (UTC)