Unidade de controle

A unidade de controle ^{(português brasileiro)} ou controlo ^{(português europeu)} (UC), em inglês control unit (CU), é a responsável por gerar todos os sinais que controlam as operações no exterior da CPU, e ainda por dar todas as instruções para o correto funcionamento interno da CPU. A apoiá-la, a UC terá a colaboração de uma outra estrutura/actor (o descodificador de instruções). É a unidade de controle, sendo esta uma UTM, a responsável pela abstração das diversas máquinas virtualizadas dentro do sistema computacional, ou seja, ela é a responsável pela exata “expressão de software” que rodam internamente ao PC em determinado momento. Sem ela o computador seria uma máquina de função única, não sendo possível o processador funcionar com propósito geral.

Funcionamento

A unidade de controle executa três ações básicas intrínsecas e pré-programadas pelo próprio fabricante do processador, são elas: busca (fetch), decodificação e execução.

Assim sendo, todo processador, ao iniciar sua operação, realiza uma operação cíclica, tendo como base essas três ações. Dependendo do tipo de microprocessador, a unidade de controle pode se ser fixa ou programável. A unidade fixa é aquela unidade que já vem com todo o conjunto de instrução programado em uma ULA que é construída pelo fabricante dentro da UC.

Por exemplo: os microprocessadores 8080/8085/Z80/6800/6502 possuem unidade de controle fixa. Um exemplo de unidade de controle programável pode ser visto nos processadores conhecidos como bit slicing, essa arquitetura, além de permitir a construção das partes do computador usando módulos básicos bit slices, permite ao projetista de hardware programar seu próprio conjunto de instruções.

Inicialmente, a UC fornece o endereço de memória de onde deve retirar um octeto (byte) ou mais, conhecido como chunk. Esse chunk pode conter um código de operação, ou um operando também conhecido como dado. Lembre-se, na primeira posição de memória deve sempre ser gravado um código de operação, pois só o código de operação pode informar para a UC qual ação deve ser tomada depois. Além de controlar a posição de memória que contém a instrução corrente que o computador está executando a UC, ao decodificar o código de operação, informa à ULA qual operação a executar: soma ou subtração nos processadores de 8 bits. Nos processadores de 16 bits podem ser efectuadas as instruções de soma, subtração, divisão e multiplicação.

Em adição a essas operações que chamamos de aritméticas, a partir da decodificação do código de operação, a UC tem a capacidade de realizar operações que denominamos operações lógicas, onde se incluem: E, OU, XOR, comparação, deslocamento de bits para a direita e para a esquerda. Essas operações são basicamente as mesmas para grande maioria de microprocessadores que existem no mercado. Contudo, cada fabricante atribui a cada uma delas um mnemônico diferente, registra-os em um manual de instruções específico daquele processador, e o denomina conjunto de instruções.

Uma característica muito importante de nota é que a arquitetura de um processador pode ser orientada de dois tipos: por registrador ou para a memória.

Se for orientada para registradores como no caso da arquitetura Intel, a ULA, após executar qualquer operação lógica ou aritmética, sempre vai armazenar o resultado no registrador acumulador. No caso de ser orientado para memória, como é o caso dos microprocessadores da Motorola, nem sempre o resultado é armazenado no acumulador, podendo esse ser armazenado em qualquer posição de memória. Terminada a primeira instrução, a unidade de controle auto incrementa um contador, chamado de contador de programa e vai para a próxima instrução (tipicamente localizada na próxima posição da memória (endereço de memória), a menos que a instrução seja uma instrução de desvio informando o computador que a próxima instrução está em outra posição).

Ver também

• Arquitetura de microprocessadores
• Arquitetura de computadores
• Controlador (informática)