명령어 사이클 (Instruction Cycle, Fetch-Decode-Execute)

명령어 사이클 (Instruction Cycle, Fetch-Decode-Execute)

CPU가 메모리에서 명령어를 가져와(Fetch) 해석하고(Decode) 실행(Execute)하는 기본 동작 주기로, 모든 명령어가 이 사이클을 거쳐 처리됨

목적: 명령어의 체계적 실행, CPU 동작 원리 이해, 파이프라인 설계 기초

특징: 반복적 수행, 단계별 진행, 제어 장치 주도, 인터럽트 검사 포함

주요 단계

• •Fetch(인출): PC가 가리키는 주소에서 명령어를 메모리에서 IR로 로드, PC 증가
• •Decode(해석): IR의 명령어를 해석, 연산 코드(Opcode)와 피연산자(Operand) 분리, 제어 신호 생성
• •Execute(실행): ALU에서 연산 수행, 메모리 접근, 레지스터 갱신
• •Write-back(저장): 연산 결과를 레지스터나 메모리에 저장

인터럽트 사이클: Execute 후 인터럽트 검사 → 인터럽트 발생 시 ISR(Interrupt Service Routine) 실행

간접 사이클(Indirect Cycle): 간접 주소 지정 시 유효 주소 계산을 위한 추가 메모리 접근 단계

장점: 명령어 처리의 체계적 구조화, 파이프라인 기초

단점: 순차 실행 시 비효율, 단계 간 대기 시간

적용사례: 모든 프로세서의 기본 동작 원리

비교: 순차 실행(1사이클/명령어) vs 파이프라인(단계 중첩)

연관: CPU, 파이프라인, 제어 장치, 인터럽트, PC/IR 레지스터