Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Цифрова техника і мікропроцесори (укр.) - файл 1.doc


Лекции - Цифрова техника і мікропроцесори (укр.)
скачать (11774.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc11775kb.08.12.2011 19:16скачать

содержание

1.doc

Національний університет «Львівська політехніка»

Кафедра «Телекомунікації»
І.Д.Орлевич

ЦИФРОВА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ
Конспект лекцій

2008 р.



Мікропроцесори
ВСТУП
У 1971 р. фірмою Intel був створений перший мікропроцесор(МП) – і це поклало початок епохи комп’ютеризації. Завдяки МП комп‘ютери стали масовими, загальнодоступними продуктами. Авторами МП є американські інженери Тед Хофф, Фредерико Федина і Стен Мейзор.

Замість того, щоб створювати набір інтегральних мікросхем, кожна з яких виконувала би одну складну функцію, було запропоновано реалізувати універсальну ЕОМ у вигляді одної складної логічної схеми в інтегральному виконанні.

За пройдений час МП пройшли воістину гігантський шлях розвитку. На сьогоднішній день комп‘ютеризація є одним з головних напрямків науково-технічного прогресу і концентрованим його виразом. Кількість і якість в країні комп‘ютерів, ступінь насичення вичислювальною технікою різних галузей є одним з основних критеріїв економічного і військового потенціалу країни. В МП втілені найновіші досягнення інженерної думки.

У даному курсі розглядається структура і принципи побудови МП, структура і типи команд, способи адресації МП, мова Ассемблер. Детальніше МП вивчається у курсі «Мікрокомп‘ютери в телекомунікаціях».

  1. Принципи побудови мікрокомп‘ютерів(МК)

Поява перших МП дозволила значно зменшити технологію проектування і виробництво засобів вичислювальної техніки. Тепер немає необхідності розробляти для одного виробу спеціальну м/сх, замість цього розробляється програма для виконання заданої функції. Перші МП створювались для роботи з 4-х розрядними двійковими числами. З ростом ступеню інтеграції стали випускатися 8-, 16-, 32-х і 40-х розрядні МП. З ростом розрядності збільшується ємність адресованої пам‘яті в під‘єднаному до МП запам‘ятоуючого пристрою(ЗП). За своїми можливостями сучасні МП наближаються до процесорів середніх ЕОМ і мік-ЕОМ і називаються мкрокомп‘ютер.

Мікрокомп‘ютер являє собою сукупність модулів(блоків), реалізованих у вигляді ВІС і з‘єднаних між собою за допомогою системних шин.

^ Системна шина – це сукупність електричних провідників, згрупованих у відповідності з функціональним призначенням сигналів, які по них передаються.

У мікрокомп‘ютері МП виконує:


  • Обробку інформації

  • Керування потоком і інтерпретацією команд

  • Керування роботою шин

Функції зберігання інформації виконує запам‘ятовуючий пристрій. У нього може входити як постійна так і оперативна пам‘ять.

^ Порти вводу-виводу – це модулі, які здійснюють зв‘язок з зовнішніми пристроями. Порти є інтерфейсом між МП і будь-яким зовнішнім пристроєм:

  • Зовнішньою пам‘яттю для зберігання значних об‘ємів інформації

  • Лінією зв‘язку

  • Пристроєм друку

  • Клавіатурою і т.п.



Інтерфейс – це пристрій, який дозволяє МК взаємодіяти з зовнішнім пристроєм.
Взаємодія модулів здійснюється за допомогою шини адрес, даних та управління.

Така схема дозволяє описати всі типи машинних операцій:

  • Запис даних з МП в ЗП

  • Зчитування МП-ом даних з ЗП

  • Запис даних з МП в пристрій виводу

  • Зчитування даних МП-ом з пристрою вводу

  • Обробка переривань МП

  • Прямий доступ до пам‘яті під контролем МП

  • Роботу з внутрішніми регістрами МП

Основні принципи побудови МК

  1. Принцип модульної організації

МК будується з набору модулів. Модуль являє собою конструктивно, функціонально, електрично закінчений обчислювальний пристрій, який дозволяє самостійно або в сукупності з іншими модулями вирішувати задачі даного класу.

  1. Принцип магістрального обміну інформацією

Полягає в тому, що між модулями організовуються регулярні зв‘язки, що об‘єднують їх входи та виходи.

Магістральні шини:

  • Адреси

  • Даних

  • Управління

Це дозволяє мінімізувати кількість(число) зв‘язків між модулями, забезпечити синхронізацію інтерфейсів.

  1. Принцип мікропрограмного управління

Полягає в багаторівневій організації програмного управління.

Кожна команда МП подається у вигляді послідовності мікрокоманд, що називаються мікропрограмами. Мікропрограми можуть зберігатися в пам‘яті.

Цей принцип забезпечує найбільшу гнучкість при організації багатофункціональних м/п-них модулів.

^ Структурна схема типового МП.


Для побудови використовуються комбінаційні пристрої(шифратори, дешифратори, мультиплексори, демультиплексори і т.д.) послідовнісні(регістри, лічильники) і шини для передачі різних сигналів. Конкретні МП можуть відрізнятися один від іншого, але кожен з них містить:

  • АЛП – арифметико-логічний пристрій

  • ПУ – пристрій управління

  • Pr – регістри

  • Інтерфейси

АЛП виконує операції:

  • Додавання

  • Віднімання

  • Пересилка

  • Логічне І

  • Логічне АБО

  • Додавання за модулем

  • Зсув

Регістр стану PrC – фіксує признаки операції АЛП і стан МП у кожен момент часу.

Вміст регістра(прапорець) використовується для організації переходів в межах програми у відповідності з заданими умовами.

Акумулятор А – це накопичувальний регістр, призначений для зберігання одного із слів, над якими виконується операція, і проміжних результатів.

Лічильник команд ЛК призначений для визначення адреси наступної за порядком команди в програмі, яка вибирається з ЗП. Команда з ЗП поступає в регістр команд PrK і призначається для формування внутрішніх сигналів управління роботою МП(наприклад, сигналів для АЛП).

Адресна частина команди знаходиться в регістрі адреси PrA і використовується для визначення місця зберігання одного із слів, яке приймає участь в операції, або результату, який треба передати з А за заданою адресою.

Індексні регістри iPr призначенні для формування адрес ЗП.

Стек – це ЗП, в який інформація передається для запам‘ятовування послідовно слова за словом і з якого вона вибирається у порядку, зворотному порядку вводу. Стек формується, як правило, в ЗП, а у МП міститься лише вказівник стеку ВС, у якому зберігається адреса першої вільної комірки в стеку.

Перелічені спеціальні регістри загального призначення(РЗП) утворюють внутрішню пам‘ять МП, що реалізована у вигляді вузла регістрів.

Регістри вузла з‘єднуються з іншими внутрішніми вузлами МП за допомогою шин.

РЗП застосовуються також і для зберігання оброблюваної інформації. В цьому випадку вони діють як надоперативна пам‘ять.

До складу інтерфейсу входять:

  • Буфер адреси(БА)

  • Буфер даних(БД)

  • Шини

Шина даних ШД – призначена для передачі чисел і команд, з якими працює МП.

Шина адреси ША – використовується для адресації пам‘яті і зовнішніх пристроїв.

По шині управління ШУ передаються управляючі сигнали від зовнішніх пристроїв до МП і навпаки.


  1. Класифікація МП

За призначенням:

  • Універсальні

  • Спеціалізовані

Універсальні МП характеризуються алгоритмічно універсальним набором команд, за допомогою якого можна здійснювати перетворення інформації за будь-яким заданим алгоритмом. Їх(МП) продуктивність мало залежить від специфіки задач, що ними вирішуються.

Спеціалізовані МП – призначені для вирішення певного класу задач і навіть одної конкретної задачі.

Їх особливості:

  • Низька вартість

  • Мала споживана потужність

  • Компактність

  • Простота управління

2. За числом ВІС розрізняють МП:

  • Однокристальні

  • Багатокристальні

  • Багатокристальні секційні

Однокристальні МП реалізуються у висляді одної ВІС або НВІС. Їх можливості обмежуються:

  • допустимим числом активних елементів в кристалі

  • складністю виконання розгалужених зв‘язків між елементами

  • допустимим числом виводів.

Багатокристальні МП реалізуються у вигляді кількох ВІС, кожна з яких виконує функціонально закінчені функції.

^ Багатокристальні секційні(розрядно-модульні) МП використовуються для побудови багаторозрядних МП при паралельному включенні МК-секцій.

МК-секція являє собою ВІС для обробки кількох розрядів даних. Багатокристальні секції МП мають розрядність 2…16 біт.

  1. За розрядністю МП поділяються на

  • МП з фіксованою розрядністю слова(8, 16, 32, 40)

  • МП з нарощувальною розрядністю слова(з секцій розрядністю 2, 4, 8 будуються 8-, 16-, 32-, 40-розрядні МП)

  1. За способом управління МП:

  • З програмним управлінням

  • З жорстким(апаратним) управлінням

Мікропрограмне управління характерне для МП-секцій з змінною розрядністю. Це дозволяє встановлювати власний набір команд для реалізації конкретних задач.

Жорстке управління застосовується, як правило, в однокристальних і багатокристальних МП.

  1. За можливістю переривань виконуваної програми:

  • Однорівнева система

  • Багаторівнева система

У багаторівневих системах переривань дозволяється переривання переривань. Ці системи використовуються в МП, що працюють у реальному масштабі часу.

Промисловістю використовується мікропроцесорні ВІС трьох класів:

  1. Секційні МП з нарощуваною розрядністю і мікропрограмним управлінням.

  2. Однокристальні МП з фіксованою розрядністю і жорстким управлінням.

  3. Однокристальні мікро-ЕОМ, в яких крім МП міститься ЗП невеликою якості.

МП доповнюються ВІС для зберігання, вводу-виводу даних, управління і синхронізації,спряження інтерфейсів, сумісних за архітектурою,конструктивному виконанню і параметрах. Такі набори називаються мікропроцесорними комплектами МПК.


  1. Принципи управління і функціонування МП

Принципи управління

МП можна представити у вигляді деякого послідовного цифрового пристрою(ПЦП), який складається з двох частин: операційної і управляючої.

Процес функціонування операційного ПЦП складається з послідовності елементарних дій в його вузлах. Такими діями є:

  • Встановлення регістра в деякий стан

  • Інвертування вмісту розрядів регістра

  • Передача інформації від одного вузла до іншого(наприклад з регістра в регістр)

  • Зсув інформації у вузлі вліво або вправо

  • Логічні порозрядні операції

  • Перевірка умов і т.д.

Ці дії виконуються під дією сигналів управляючого пристрою.

Такі елементарні акти перетворення інформації виконуються за один такт сигналів синхронізації і називаються мікроопераціями. За один такт сигналів синхронізації можуть виконуватися декілька мікрооперацій.

Сукупність одночасно виконуваних операцій за один такт має поняття мікрокоманда, а весь набір різних мікрокоманд називається мікропрограмою.

Оскільки управляючий пристрій визначає послідовність виконання мікрооперацій(мікрокоманд), він називається мікропрограмним автоматом. Формування управляючих сигналів для виконання деяких мікрокоманд може вимагати врахування станів вузлів операційного пристрою або зовнішніх сигналів.

Для побудови мікропрограмного автомата(управляючого пристрою) використовується принципи схемної і програмованої логіки.

^ При схемній логіці кожній операції відповідає свій набір логічних схем, які виробляють сигнали управління для виконання мікрооперацій в певні моменти часу. При цьому способі мікрооперації реалізуються за рахунок постійно з‘єднаних між собою логічних схем, тому такі МП називаються МП з жорсткою логікою управління.

Це означає, що для МП є важливими набір команд по числу операцій і структура зв‘язків між вузлами, які забезпечують задану послудовність виконання кожної операції.


Кожній виконуваній в МП операції відповідає команда. Команда поступає в ОЗП і за допомогою дешифратора команд в ПУ її код перетворюється в сигнали, які виконують відповідні вузли управління процесом виконання операції.

Недолік МП з жорсткою логікою управління: практична неможливість зміни в системі команд після виготовлення МП. Це призводить до вузької спеціалізації ВІС, що знижує серійність випуску і удорожчує їх виробництво.

Перевага: забезпечує найвищу швидкодію при заданій технології виготовлення.

^ При реалізації принципу програмованої логіки кодові комбінації сигналів управління представляються у вигляді кодів мікрокоманд, які зберігаються в керуючій пам‘яті(КП). При виконанні деякої операції з КП вибирається мікромоканда і видається у вигляді сукупності сигналів управління в операційний пристрій(ОП).



В КП для кожної операції зберігається своя мікропрограма. З ОЗП вибирається команда, за допомогою якої визначається відповідна їй мікропрограма в КП. Мікрокоманди знайденої мікропрограми послідовно зчитуються і подаються в ОП. У результаті реалізується операція, визначена даною командою.
Такий спосіб реалізації операції називається мікропрограмним, а МП – МП з програмованою логікою.

^ Структура мікрокоманд(МК):


Поле адреси



Поле умовних переходів



Поле сигналів управління



По вмісту поля адреси визначається адреса наступної МК

У полі умовних переходів вказується наявність безумовного або умовного переходу, а у випадку умовного переходу відзначаються умови визначення адреси наступної МК.

^ Поле сигналів управління служить для організації функціонування ОП.

Команда, що поступає в ЗП використовується для визначення за допомогою блоку мікропрограмного управління(БМУ) адреси першої МК тої мікропрограми, яка реалізує задану командою операцію.

^ Адреса наступних МК визначається БМУ наступним чином

У МК передбачене поле адреси, яке містить адресу чергової МК. У випадку умовного переходу один з розрядів поля умовних переходів відводиться для визначення виду переходу(наприклад 0 – безумовний перехід, 1 – умовний перехід).

Для кожної умови відводиться розряд, який визначає участь даної умови у визначенні адреси. В залежності від умови утворюються дві відмінні за молодшим розрядом адреси, і чергова МК зчитується з тої чи іншої комірки КП. В результаті маємо розгалуження на два напрями. Таким чином МК може бути розбита на дві.

^ Недоліки принципу: зниження швидкодії МП через збільшення числа тактових періодів реалізації мікропрограми.

Переваги: можливість гнучкої зміни набору команд в МП за допомогою сукупності мікропрограм, які реалізують ці команди.

4. Структура і типи команд.

Обробка інформації і функціонування МП забезпечується програмним управлінням.

Програма записується в ОЗП у вигляді послідовності команд.

Кожна команда визначає вид операції, яка використовується у даному циклі роботи; адреси слів, що приймають участь у операції; місце розташування результату операції; адресу розміщення наступної команди.

Через малу розрядність МП таку об‘ємну інформацію важко задати за допомогою тільки одного слова. Проблема вибору формату команди і кодування полів команд у МП мають особливе значення. Гнучкість МП і його ефективність визначається числом команд і повнотою системи команд, засобами і способами адресації, можливостями організації розгалужених вичислювальних процесів. Зі збільшенням розрядності команди зростають і можливості МП. Обмежена розрядність команди створює суттєві труднощі у розміщенні інформації про хід операції і метод адресації даних. Тому в систему команд вводяться операції з подвоєною розрядністю, а також команди зі змінною розрядністю.

^ Крім поля коду операції і кодів адрес даних команда повинна містити поле признаків з вказанням способів адресації.

Способи адресації визначають механізм формування прямої адреси пам‘яті по полю адреси і полю при знаків адресації.

^ Гнучкість системи команд у значній мірі визначається різноманітністю способів адресації. Вибір системи команд є дуже складним завданням при побудові МП.

Команди класифікуються за:

  • Функціональним призначенням;

  • Числом адрес;

  • Способом кодування команд;

  • Довжиною команди;

  • Способом адресації.

За функціональним призначенням розрізняють команди:

  • Передачі даних;

  • Обробки даних;

  • Передачі управління;

  • Додаткові команди.

Команди передачі даних складаються з підгруп команд:

  • Передачі кодів між регістрами МП;

  • Пересилки кодів між МП і ОЗП;

  • Передачі кодів між МП і зовнішніми пристроями.

Команди обробки даних поділяються на:

  • Арифметичні;

  • Логічні;

  • Команди зсуву.

Команди передачі управління використовуються для вивчення природнього порядку слідування команд і організації циклічних ділянок в програмах. Серед них команди:

  • Безумовного;

  • Умовного переходу.

Додаткові команди використовуються для:

  • Зупинки програми;

  • Початкової установки апаратних засобів;

  • Реалізації очікування.

За числом адрес команди:

  • 0-адресні;

  • одноадресні;

  • двоадресні;

  • багатоадресні.

За способом кодування команди:

  • З фіксованим;

  • З розшируючимся полем коду операції.

За довжиною команди: в одне, два, три слова.

5. Способи адресації інформації

Механізм адресації в значній мірі впливає на ефективність обробки інформації в МП.

Для долання обмежень через малу розрядність слів команд використовуються різноманітні способи адресації, які дозволяються визначити повну адресу пам‘яті меншим числом бітів, вичисляти адреси під час обробки, вичисляти адреси даних відносно позиції команди таким чином, що можна завантажувати програму в будь-яку область пам‘яті без змін адрес в програмі.

Існує дві групи способів адресації:

  1. Способи, в яких виконавча адреса визначається одним значенням коду в команді:

Це адресації:

  • Пряма – код адреси в команді є виконавчою адресою звертання до пам‘яті;

  • Регістрова – оброблюване слово(операнд) міститься в одному з регістрів МП;

  • Опосередкована регістрова – опосередкована адреса вибирається з внутрішнього регістра МП;

  • Безпосередня – при цій команді операнд задається в команді;

  • Автоінкрементна – основана на обчисленні виконавчої адреси так, як при регістровії опосередкованій, а далі здійснюється збільшення регістру на деяку константу;

  • Автодекрементна – При ній спочатку з вмісту регістра віднімається константа, а далі отриманий результат використовується в якості виконавчої адреси.

Сумісне використання автоінкрементної і автодекрементної адресації забезпечує застосування будь-якого регістра в якості стека.

  1. Друга група способів адресації, в яких використовується вміст адресної частини команди і кількох регістрів для формування виконавчої адреси.

Це адресації:

  • Сторінкова;

  • Індексна;

  • Відносна.

При сторінковій адресації пам‘ять розбивається на кілька сторінок однакової довжини. Адресація сторінок здійснюється за допомогою регістра сторінок, а адресація комірок пам‘яті в межах сторінки – адресою в команді. Номери всіх сторінок знаходяться у таблиці сторінок, яка є нульовою сторінкою.

Індексна адресація використовується при звертанні до масивів слів і таблиць. Для утворення виконавчої адреси до адресної частини команд додається зміщення(індекс) з регістру, який називається індексний. Вміст індексного регістра можна змінювати; це дозволяє змінювати виконавчу адресу без модифікації адресної частини команд.

^ При відносній адресації виконавча адреса утворюється сумуванням базової адреси з адресою команди. В якості базової адреси використовується вміст програмного лічильника. Така адресація дозволяє будувати вільно зміщувані в пам‘яті програми.

6. Організація переривань роботи МП

При обміні даними МП з великою кількістю асинхронно працюючих зовнішніх пристроїв необхідною є реалізація механізму переривань по сигналах запитів зовнішніх пристроїв.

Всі МП мають окремі виводи для вводу і виводу сигналів при визначенні запитів і задоволення запитів на переривання.

Сигнали запитів переривань біжучої програми поступають в довільний момент часу. Тому МП повинен закінчити виконання біжучої мікрокоманди або команди і тільки після цього приступити до задоволення запиту. При цьому проміжні результати роботи МП по програмі повинні бути зафіксовані в регістрах і передані на зберігання в пам‘ять. Після задоволення запиту і обробки переривання зафіксовані в пам‘яті проміжні результати повинні бути повернені назад в регістри МП.

Такий порядок реалізації процесу переривання дає можливість переходити від програми до підпрограми обробкою переривань і назад без втрати проміжної інформації і без порушень процесу обчислень.

Якщо процесор побудований так, що не можна перервати перериваючу програму, то вважається, що МП має нульовий рівень програмного переривання.

Для більшості МП є можливість забезпечувати багаторазове переривання переривань. У цьому випадку формується переривання в межах переривань, що веде до появи послідовності вкладених одна в одну підпрограм. Для зберігання і повернення даних при реалізації переривань використовується стек – це сукупність комірок пам‘яті, організованих таким чином,що звертання до списку слів може проходити в процесі, зворотному до запису. В стеку останнє з записаних слів вважається першим. При задоволенні запиту на переривання біжучої програми здійснюється запис стану робочих регістрів МП в стек, при цьому автоматично додається у вказівник стану як одиниця після кожного запису. Тому за допомогою одної команди «записати стан в стек» здійснюється зчитування регістрів і зберігання вмісту в стеку.

Відновлення також здійснюється автоматично по команді «відновити стан перерваної програми», яка ставиться останньою у підпрограмі переривань.

^ Запити переривань у більшості МП поділяються на:

  • Немасковані;

  • Масковані.

Немасковані запити на переривання реалізуються апаратно поза програмним контролем і не керуються програмою. Вони мають найвищий пріоритет, виконуються раніше інших запитів на переривання. Прикладами їх є переривання від схем живлення, схем контролю вірності передачі даних.

^ Масковані запити на переривання керуються командами програми і забезпечують можливість гнучкого управління обчислювальними процесами.

7. Організація вводу-виводу даних

Способи обміну даними між МП і іншими пристроями.

^ 1.Програмний обмін – МП за командами умовного переходу визначає програмним методом чи готовий зовнішній пристрій до виконання операції вводу-виводу до початку передачі даних. МП зчитує інформацію про стан готовності зовнішнього пристрою, передає її у внутрішній регістр і на основі аналізу результату приймає рішення про готовність пристрою. При цьому МП знаходиться у режимі програмного очікування готовності зовнішнього пристрою, виконуючи відповідну підпрограму. Після виявлення готовності МП передає дані і далі приступає до продовження основної програми.

2. При обміні даними за сигналами переривання роботи МП від зовнішніх пристроїв, останні самі є ініціаторами обміну. МП працює паралельно з зовнішніми пристроями по основній програмі і не здійснює аналіз стану зовнішніх пристроїв. При готовності до обміну від якогось зовнішнього пристрою МП завершує біжучу операцію, передає на зберігання в пам‘ять всю інформацію і переходить до підпрограми обслуговування переривання. Основною частиною цієї підпрограми є команда обміну даними між МП і зовнішніми пристроями. В кінці підпрограми виконується підпрограма повернення до основної програми.

3. При обміні даними в каналі прямого доступу дані пересилаються від зовнішнього пристрою в пам‘ять, минаючи МП. При цьому вводиться спеціальний контролер прямого доступу в пам‘ять, який бере на себе управління передачею без МП. Засоби каналу прямого доступу під‘єднуються паралельно МП.

Розділ єдиного інформаційного каналу між МП і каналом прямого доступу здіснюєтсья через використання трьохрівневого стану інформаційних шин МП.

Під час передачі інформації по каналу прямого доступу МП приводить вихідні схеми управління шинами даних, адреси управління у високоомний стан і тим самим ізолюється від іншої частини системи.

Команди МП

Що таке набір команд?!

Команда МП – це таке двійкове слово, яке будучи прочитаним МП-ром, завставляє його виконати певні дії.

Інші, відмінні від команд двійкові слова, подібних дій у МП викликати не можуть.

Більшість команд здійснюють пересилання та обробку даних, розташованих в пам‘яті або в одному з регістрів МП. Декілька команд призначені для керування деякими допоміжними функціями МП, що підтримують необхідний режим його роботи. Набір команд – це всі команди МП.

Довжина команди співпадає з довжиною слова даних. Так довжина слова команди 8-ми розрядного МП = 8 біт, а 16-ти розрядного МП – 16 біт. Але команди можуть мати довжину одного, двох або трьох слів. Так довжина команди 8-ми розрядного МП може бути рівною 8-ми, 16-ти або 24 бітом.

Для виконання команда посилається у регістр команд, дешифратор і схеми управління, де вона ідентифікується, в результаті чого формуються сигнали, які направляються в інші частини МП. За допомогою цих сигналів виконуються операції, які задаються командою.

МП завантажує команду в регістр команд на протязі циклу вибірки. На протязі наступного за ним циклу виконання МП декодує команду і створює сигнали управління процесом виконання операції цієї команди.

^ Мисмонічна форма запиту команд.

8-ми і 16-ткові команди складно запам‘ятати і ототожнювати їх з фактичним призначенням.

Тому застосовується скорочений запис назви команди шляхом мнемонічного позначення. Для цього зазвичай використовується три букви назви операції, виконуваної командою, наприклад:

AND – логічне і

DEC – декремент(накопичення від‘ємне)

CLA(clear) – команда очищення

NOP – no operation(нема операції)

MOV(move) – пересилання

HLT(halt) – зупинка

INC – інкремент(накопичення додатнє)

ADD – сумування

CLA A – очищення акумулятора А(у випадку двох акумуляторів в МП)

CLA B – очищення акумулятора B(у випадку двох акумуляторів в МП)

Тут А і В – адреси місцезнаходження оброблених даних.

^ Якщо команда оперує числовими даними або адресами областей пам‘яті, то доцільно використання чисел в адресній частині команди.

Наприклад, код операції з мнемонічною назвою JMP(jump) – перехід вимагає вказання адреси переходу. Так JMP 177568, де адреса виражена 6-ти розрядним вісімковим числом, двійковий еквівалент якого 1111 1111 1110 11102 є адресою області пам‘яті. Мнемонічне позначення коду операції JMP легше запам‘ятати ніж його вісімковий еквівалент 3038.

Суміщенням скороченого буквенного позначення коду операції з числовою формою запису адреси є одною з найзручніших форм запису команди. Ця форма запису є складовою частиною команди при використанні мови ассемблера. Програма ассемблера перетворює мнемонічне позначення кодів операції у відповідні двійкові еквіваленти.

Способи адресації даних.

  1. Неявна адресація

Однабайтова команда 8-ми розрядного МП – це одна з 256 можливих комбінацій 8 біт, які утворюють машинне слово (байт). Якщо МП має пам'ять 64 кБайт, то необхідний доступ до 65536 областей пам‘яті. Тому адресна частина команди повинна бути більшою тої, яка може надати 1-байтова команда. Окрім того, в команді завжди повинен бути вказаний код операції.

Яким тоді чином можна використати 1-байтову команду для адресації до даних? Відповідь: 1-байтові команди не адресуються до даних, розташованих в пам‘яті; вони керують даними, завантаженими в регістр, регістрову пару, або даними, що зберігаються в області пам‘яті, адреса якої знаходиться в регістровій парі.

Наприклад, 1-байтова команда пересилання даних з регістру А в регістр В складається з коду операції; адреси джерела даних (регістр А) і адреси приймача (отримувача) даних (регістр В).


07

16

05

04

03

12

11

10

Код операції

Адреса PrB

Адреса PrA


Команди з неявною адресацією найбільш швидкодіючі, бо МП витрачає на їх виконання лише 2 мікроцикли: операцію вибору і операцію виконання.

  1. ^ Безпосередня адресація

Код операції розташовується в першому байті. За кодом операції йдуть дані, які займають 1 або 2 байти. Ці дані беруться не з пам‘яті, їх надає машині програміст при запису команди. Таким чином, при цьому не є необхідним вказання адреси пам‘яті, необхідним є лише код операції, після якого записуються дані

Наприклад, необхідно завантажити акумулятор 8-ми розрядним двійковим числом. Таке завантаження здійснюється при кожному виконанні програми. Вказану програму можна реалізувати командою, код операції якої «Наказує» мікропроцесору завантажити в акумулятор дані довжиною 1 байт, які йдуть безпосередньо за кодом операції.

  1. ^ Пряма адресація

Тут команди можуть мати довжину, яка дорівнює 2 або 3 байти.

1-й байт – код операції

2-й байт і якщо є 3-й – для адреси.

Адреса вказує область пам‘яті, в якій знаходяться дані, що піддаються обробці. Використання 2-го і 3-го байтів команди дозволяє адресуватися до будь якої з 65536 областей пам‘яті.

^ Тільки при прямій адресації явним чином задається адреса необхідних даних.

Приклад. Записати вміст акумулятора в пам'ять по адресі 000Е16.


  1. ^ Опосередкована регістрова адресація

Реалізується командами довжиною в одне слово. Містить код операції і номер регістру, вміст якого – адреса місцезнаходження даних в пам‘яті.

Ця адресація зручна при звертанні до часто використовуваних областей пам‘яті і особливо в тих випадках, коли дані організовані у вигляді деякого списку або файлу (набору).

Інакше кажучи, використання опосередкованої адресації дає найбільший ефект при запису і читанні слідуючих одна за одною областей пам‘яті.


Скачать файл (11774.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации