Để đọc lệnh, CPU cần thực hiện các công việc nào?

Câu hỏi này kiểm tra kiến thức về ưu điểm của việc sử dụng MCU (vi điều khiển) so với hệ thống vi xử lý trong thiết kế hệ thống điều khiển.

* Phương án A: Mạch phần cứng đơn giản - Đúng. MCU tích hợp nhiều thành phần (CPU, bộ nhớ, các module giao tiếp ngoại vi) trên một chip, giúp giảm thiểu số lượng linh kiện bên ngoài và đơn giản hóa mạch phần cứng.
* Phương án B: Việc lập trình đơn giản hơn - Đúng. Mặc dù cả hai đều yêu cầu lập trình, MCU thường có các thư viện và trình điều khiển (driver) hỗ trợ sẵn cho các module ngoại vi tích hợp, giúp việc lập trình trở nên đơn giản hơn so với việc phải tự xây dựng mọi thứ trên hệ thống vi xử lý.
* Phương án C: Các công cụ lập trình và biên dịch phần mềm tiện dụng hơn - Đúng. Các nhà sản xuất MCU thường cung cấp các công cụ phát triển (IDE), trình biên dịch (compiler) và trình gỡ lỗi (debugger) được thiết kế riêng cho MCU của họ, giúp quá trình phát triển phần mềm trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.

Vì cả ba phương án đều đúng, nên đáp án chính xác nhất là D.

BIU (Bus Interface Unit) là bộ phận quản lý giao tiếp giữa CPU với các thành phần bên ngoài hệ thống vi xử lý như bộ nhớ, các thiết bị ngoại vi thông qua bus hệ thống. Nó đảm bảo việc truyền dữ liệu và lệnh giữa CPU và các thành phần khác diễn ra một cách hiệu quả.

Các đáp án khác không chính xác vì:
- B. Thực hiện phép tính số học: Đây là chức năng của ALU (Arithmetic Logic Unit).
- C. Điều khiển hoạt động của CPU: Đây là chức năng của CU (Control Unit).
- D. Thực hiện phép tính logic: Đây cũng là chức năng của ALU.

Nguyên tắc LIFO (Last In, First Out) trong ngăn xếp (stack) được đảm bảo nhờ cơ chế hoạt động của con trỏ ngăn xếp (Stack Pointer - SP). Khi cất dữ liệu vào ngăn xếp, SP sẽ giảm (thường là giảm đi một hoặc hai đơn vị tùy thuộc vào kích thước dữ liệu) để trỏ đến vị trí trống tiếp theo, sau đó dữ liệu được ghi vào vị trí mà SP trỏ tới. Khi lấy dữ liệu ra, dữ liệu sẽ được đọc từ vị trí mà SP trỏ tới (vị trí được ghi vào sau cùng), sau đó SP tăng lên để trỏ đến dữ liệu được cất vào trước đó. Điều này đảm bảo dữ liệu được lấy ra theo thứ tự ngược lại với thứ tự cất vào.

Phương án A sai vì thanh ghi SP không chứa dữ liệu, mà chứa địa chỉ của đỉnh ngăn xếp.
Phương án B sai vì mô tả không chính xác cách thức hoạt động của ngăn xếp. Dữ liệu không tự động "đẩy" lên hay xuống.
Phương án D sai vì A và B sai.
Phương án C đúng vì mô tả chính xác cơ chế hoạt động của SP trong ngăn xếp LIFO.

Ngắt cứng (Interrupt) là một tín hiệu từ phần cứng hoặc phần mềm yêu cầu bộ vi xử lý tạm dừng thực thi chương trình hiện tại và chuyển sang thực hiện một chương trình xử lý ngắt. Cơ chế này được kích hoạt bởi tín hiệu điện phần cứng và thường được sử dụng để xử lý các sự kiện ngoại lệ hoặc yêu cầu từ các thiết bị ngoại vi. Khi một ngắt xảy ra, CPU sẽ lưu trạng thái hiện tại (ví dụ: địa chỉ lệnh tiếp theo, các thanh ghi) vào stack để sau khi xử lý ngắt xong có thể quay lại chương trình chính một cách chính xác.

Chương trình con (Subroutine) là một khối lệnh được thiết kế để thực hiện một tác vụ cụ thể và có thể được gọi từ nhiều nơi trong chương trình chính. Việc gọi chương trình con được thực hiện thông qua lệnh gọi (call), và khi chương trình con hoàn thành, nó sẽ trả điều khiển về lại vị trí mà nó được gọi. Tương tự như ngắt, địa chỉ quay về cũng được lưu lại, nhưng quá trình này được điều khiển bằng phần mềm thông qua các lệnh.

Từ đó, ta có thể thấy sự khác biệt cốt lõi nằm ở cách thức kích hoạt và bản chất của quá trình chuyển điều khiển. Ngắt cứng được kích hoạt bằng tín hiệu phần cứng, còn chương trình con được kích hoạt bằng lệnh.

Vậy đáp án đúng là: D. Chuyển điều khiển bằng ngắt cứng được tác động bằng tín hiệu điện phần cứng còn chuyển điều khiển bằng chương trình con được thực hiện bằng lệnh.