[마이크로프로세서] CISC와 RISC의 차이, CISC 기본 구조

CISC & RISC

RISC (Reduced Instruction Set Computer) 에 대해 배우기 전 
CISC(Complex Instruction Set Computer)

에 대해 알아보겠습니다.
 
Reduced Instruction Set Computer: RISC에서 reduced가 의미하는 바가 무엇일까요?
명령어의 개수가 줄었다고 생각하기 쉽지만 아닙니다.
감소한 것은 바로 명령어의 복잡도입니다.
오히려 명령어 개수와 길이는 더 커졌습니다.
CISC는 복잡한 명령어를 가지고 있으며 CISC의 대표적인 예로 8085 프로세서가 있습니다.
RISC의 예시로는 MIPS, ARM이 있습니다.
CISC와 RISC의 하드웨어 또한 다릅니다.
 
앞으로 배울 CISC는 8085 프로세서를 기준으로 배우겠습니다.

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CISC 기본 구조

 

Input 포트, Output 포트, 마이크로 프로세서, 메모리로 이루어져 있습니다. 

port는 사람이 드나들 수 있는 항구에서 따와 port라고 사용한다고 합니다.
그리고 마이크로프로세서와 나머지 구성 요소들은 Bus로 연결되어 있습니다.
Bus는 이름에서 알 수 있듯이 신호가 이동하기 위한 통로라고 생각하면 됩니다. 

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System Bus

시스템 버스는 data bus, address bus, control bus 가 있습니다.
data bus - 8 bits
address bus - 16 bits
control bus - 1bits 
이며 예를 들어 데이터 버스는 한 클럭 당 8 bits 가... ?????? 이동할 수 있다? 

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▶ address bus

메모리에 있는 데이터를 불러올 때 주소가 필요합니다.
메모리가 하나만 있다면 주소를 사용할 필요없이 값을 읽고 쓸 수 있을 것입니다.
하지만 그렇지 않으므로 주소를 할당하여 메모리를 사용할 수 있도록 합니다.
어드레스 버스가 1개 (1bit)라면 00 01 두 경우로 두 개의 주소를 할당할 수 있을 것입니다.
n개라면 2^n 개의 메모리를 가질 수 있을 것입니다.
지금 배우고 있는 8085의 경우 16bits의 address bus를 사용한다 하였으니 2^16 개의 메모리를 가질 수 있습니다. 
메모리 하나에 8 bits, 즉 1Byte이므로 64kB 의 메모리를 가진다고 할 수 있겠습니다.
 

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이때 어드레스 버스는 어떻게 접근할 메모리를 선택할 수 있을까요?
이때 디코더(decoder)를 이용합니다.
디코더는 논리회로에서 배웠을텐데
입력에 대한 모든 minterms 을 만들어내는 logic component 입니다.
즉 minterm generator라 할 수 있습니다. 
 
예를 들어 2개의 address bus 에서 00주소의 메모리에 접근하기 위해 00이 전달된다 가정해봅시다.
로직에서 당연히 A'B' 부분이 활성화되어 선택될 것입니다.
Input과 Output을 선택할 때도 마찬가지 입니다. 

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▶ control bus

마지막으로 제어를 위한 control bus 입니다.
만약 다음과 같은 상황에서 00 신호를 전달한다고 가정해봅시다.
메모리, 입력(input), 출력(output) 셋 모두 00 주소가 enable 될 것입니다.
때문에 그 중 어느 곳에 접근할지 제어를 해야하며 이때에 control bus가 이용됩니다.
만약 제어신호가 MEMR 이라면 메모리 데이터 읽기
MEMW 라면 메모리 데이터 저장
IOR 이라면 input 읽기
IOW 라면 출력
입니다.