Eine Kontrolleinheit (CU) ist, im Allgemeinen, ein zentraler (oder manchmal verteilt, aber klar unterscheidbar) ein Teil der Maschinerie, die seine Operation kontrolliert, vorausgesetzt, dass ein Stück der Maschinerie kompliziert ist und sich genug organisiert hat, um jede solche Einheit zu enthalten. Ein Gebiet, in dem der Begriff spezifisch gebraucht wird, ist das Gebiet des Computerdesigns. In der Automobilindustrie hilft die Kontrolleinheit, verschiedene Funktionen des Kraftfahrzeugs aufrechtzuerhalten.

Definition

Die Kontrolleinheit koordiniert den Eingang und die Produktionsgeräte eines Computersystems. Es holt den Code von allen Instruktionen in den Mikroprogrammen herbei.

Es leitet die Operation der anderen Einheiten durch die Versorgung des Timings und der Kontrollsignale.

Alle Computermittel werden durch den CU geführt. Es leitet den Datenfluss zwischen Central Processing Unit (CPU) und den anderen Geräten.

Anwendung im Computerdesign

In Computern wurde die Kontrolleinheit als ein verschiedener Teil des 1946-Bezugsmodells der Architektur von Von Neumann historisch definiert. In modernen Computerdesigns ist die Kontrolleinheit normalerweise ein innerer Teil der Zentraleinheit mit seiner gesamten Rolle und unveränderter Operation.

Die Produktionen der Kontrolleinheit kontrollieren die Tätigkeit des Rests des Geräts. Von einer Kontrolleinheit kann als eine Zustandsmaschine gedacht werden.

Die Kontrolleinheit ist das Schaltsystem, das den Datenfluss durch den Verarbeiter kontrolliert, und die Tätigkeiten der anderen Einheiten innerhalb ihrer koordiniert. In gewisser Hinsicht ist es das "Gehirn innerhalb des Gehirns", weil es kontrolliert, was innerhalb des Verarbeiters geschieht, der der Reihe nach den Rest des Computers kontrolliert.

Die Beispiele von Geräten, die eine Kontrolleinheit verlangen, sind Zentraleinheiten und Grafikverarbeitungseinheiten (GPUs). Das moderne Informationsalter würde ohne komplizierte Kontrolleinheitsdesigns nicht möglich sein.

Die Kontrolleinheit erhält Außeninstruktionen oder Befehle, die sie in eine Folge von Kontrollsignalen umwandelt, dass die Kontrolleinheit für den Datenpfad gilt, um eine Folge von Niveau-Operationen der Register-Übertragung durchzuführen.

Festverdrahtete Kontrolle

Auf einmal waren Kontrolleinheiten für Zentraleinheiten ad hoc Logik, und sie waren schwierig zu entwickeln. Diese können als die Hauptrolle des Computers und des Hauptgeräts identifiziert werden, das dem Computer hilft, auf eine passende Weise zu fungieren.

Es wird Logiktore, Zehensandalen, encoder Stromkreise, Decoder-Stromkreise, Digitalschalter und andere Digitalstromkreise gebaut.

Ihre Kontrolle basiert auf der festen Architektur, d. h. es verlangt Änderungen in der Verdrahtung, wenn der Befehlssatz modifiziert oder geändert wird.

Diese Architektur wird in reduzierten Befehlssatz-Computern (RISC) bevorzugt, weil es aus einem kleineren Befehlssatz besteht.

Festverdrahtete Kontrolleinheiten werden durch den Gebrauch von folgenden Logikeinheiten durchgeführt, eine begrenzte Zahl von Toren zeigend, die als ein Generator von spezifischen Ergebnissen handeln können, die auf den Instruktionen gestützt sind, die verwendet wurden, um jene Antworten anzurufen. Diese Instruktionen sind im Design der Architektur offenbar, aber können auch auf andere Weisen vertreten werden.

Mikroprogramm-Kontrolleinheit

Die Idee von der Mikroprogrammierung wurde von Maurice Wilkes 1951 als ein Zwischenniveau eingeführt, um Computerprogramm-Instruktionen durchzuführen (sieh auch: Mikrocode). Mikroprogramme wurden als eine Folge von Mikrobefehlen organisiert und im speziellen Kontrollgedächtnis versorgt. Der Algorithmus für die Mikroprogramm-Kontrolleinheit wird gewöhnlich durch die Flussschema-Beschreibung angegeben. Der Hauptvorteil der Mikroprogramm-Kontrolleinheit ist die Einfachheit seiner Struktur. Produktionen des Kontrolleurs werden in Mikrobefehlen organisiert, und sie können leicht ersetzt werden.

Funktionen der Kontrolleinheit

Die durch die Kontrolleinheit durchgeführten Funktionen ändern sich außerordentlich durch die innere Architektur der Zentraleinheit, da die Kontrolleinheit wirklich diese Architektur durchführt. Auf einem Verarbeiter des komplizierten Befehlssatz-Computers (CISC), der x86 Instruktionen heimisch durchführt, führt die Kontrolleinheit die Aufgaben von Holen, Entzifferung, Betriebsausführung und dann Speicherung von Ergebnissen durch. Auf einem x86 Verarbeiter mit einem RISC Kern hat die Kontrolleinheit bedeutsam mehr Arbeit, um zu tun. Es führt die Übersetzung von x86 Instruktionen zu RISC Mikrobefehlen, führt Terminplanung der Mikrobefehle zwischen den verschiedenen Ausführungseinheiten, und jongliert die Produktion von diesen Einheiten, um sicherzustellen, dass sie enden, wo sie gehen sollen. Auf einem dieser Verarbeiter kann die Kontrolleinheit in andere Einheiten (wie eine Terminplanungseinheit gebrochen werden, um Terminplanung und eine Ruhestandseinheit zu behandeln, um sich mit Ergebnissen zu befassen, die aus der Rohrleitung kommen) wegen der Kompliziertheit des Jobs, den es durchführen muss.

Siehe auch

Computerdesign

• Zentraleinheitsdesign
• Computerarchitektur
• Der Kontrolleur von Richard
• Kontrolleur

Automobildesign

• Elektronische Kontrolleinheit