WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Мікропроцесор - Реферат

Мікропроцесор - Реферат

що виконуються в одному командному циклі. Ці елементарні операції не вимагають звертання до пам'яті, а послідовність їхньої реалізації визначається апаратною логікою.
Скорочення часу виконання програм і ємності пам'яті досягається за рахунок збільшення складності логіки керування.
Важливою характеристикою команди є її формат, що визначає структурні елементи команди, кожний з яких інтерпретується визначені образом при її виконанні. Серед таких елементів (полів) команди виділяють наступні: код операції, що визначає виконувану дію; адреса комірки пам'яті, регістра процесора, зовнішнього пристрою; режим адресації; операнд при використанні безпосередньої адресації; код аналізованих ознак для команд умовного переходу.
Класифікація команд по основних ознаках представлена на Найважливішим структурним елементом формату будь-якої команди є код операції (КОП), що визначає дію, що повинне бути виконано. Велике число КОП у процесорі дуже важливо, тому що апаратна реалізація команд заощаджує пам'ять і час. Але при виборі ЕОМ необхідно концентрувати увагу на повноті операцій з конкретними типами даних, а не тільки на числі команд, на доступних режимах адресації. Число біт, що відводиться під КОП, є функцією повного набору реалізованих команд.
Класифікація команд.
При використанні фіксованого числа біт під КОП для кодування всіх m команд необхідно в поле КОП виділити двійкових розрядів. Однак, з огляду на обмежену довжину слова міні і мікроэвм, різне функціональне призначення команд, джерела і приймачі результатів операцій, а також те, що не всі команди містять адресну частину для звертання до пам'яті і периферійних пристроїв, у малих ЕОМ для кодування команд широко використовується принцип кодування з перемінним числом біт під поле КОП для різних груп команд.
У деяких командах необхідний тільки один операнд і вони називаються однооперандними (або одноадресними) командами на відміну від двохоперандних (або двохадресних), у яких потрібні два операнда. При наявності двох операндів командою звичайно змінюється тільки один з них. Тому що інформація береться тільки з одного осередку, цей осередок називаються джерелом; осередок, уміст якого змінюється, називається приймачем.
Нижче приведений формат двохадресної (двухоперандної) команди процесорів СМ.
Формат команд процесорів СМ:
а) двохадресна команда;
б) одноадресна команда.
Приклади кодування двохадресних команд у процесорах СМ
КОП Мнемоніка команди Коментар
0001
0010
0110
1110 MOV
CMP
ADD
SUB Передача даних
Порівняння
Додавання
Вирахування
0000
1000 -
- Кодування групи
одноадресних команд
Чотирьохбітний КОП (біти 15-12) кодує ряд двохоперандних операцій, приведених у таблиці 1. Біти (11-6) і (5-0) для команд даного типу визначають адреси джерела і приймача даних. Як видно з таблиці, комбінації 0000 і 1000 полючи КОП визначають групи одноадресних команд (рис 1,б). КОП 1 (біти 15-12), що відповідає кодам 0000 і 1000, визначає групу одноадресних команд, а КОП 2 (біти 11-6) кодує конкретну операцію команд даної групи. Таким чином, команди, що використовують один операнд, кодуються 10-бітним КОП (біти 15-6).
Найбільш гнучка команда вимагає до чотирьох операндів. Наприклад, команда додавання може вказувати адреси що складаються, адреса результату й адреса наступної команди. Якщо для завдання адреси потрібно 16 біт, то чотирьохоперандна команда займе 8 байт пам'яті, не з огляду на код операції. Отже, вийде повільнодіюча ЕОМ з величезною пам'яттю. Тому в більшості мікро ЭВМ будь-яких команд потрібно не більш двох операндів. Це досягається наступними прийомами:
1. Адреса наступної команди вказується тільки в командах переходів; в інших випадках чергова команда вибирається з комірок пам'яті, що випливають за виконаною командою.
2. Використання осередку, у якій знаходиться один з операндів, для запам'ятовування результату (наприклад, сума запам'ятовується в осередки першого операнда).
Локалізацію і звертання до операндів забезпечують режими адресації. При введенні декількох режимів адресації необхідно відвести в команді біти, що вказують режими адресації для кожного операнда. Якщо передбачено вісім режимів адресації, то для завдання кожного з них потрібно три біти.
Майже у всіх форматах команд перші біти приділяються для коду операції, але далі формати команд різних ЕОМ сильно відрізняються друг від друга. Інші біти повинні визначати операнди або їхньої адреси, і тому вони використовуються для комбінації режимів, адрес регістрів, адрес пам'яті, відносних адрес і безпосередніх операндів. Звичайно довжина команди варіюється від 1 до 3 і навіть 6 байт.
По форматах команд можна судити про можливості ЕОМ.
Режими адресації
Для взаємодії з різними модулями в ЕОМ повинні бути засобу ідентифікації осередків зовнішньої пам'яті, осередків внутрішньої пам'яті, регістрів МП і регістрів пристроїв уведення/висновку. Тому кожної з запам'ятовуючих осередків привласнюється адреса, тобто однозначна комбінація біт. Кількість біт визначає число ідентифікуючих осередків. Звичайно ЕОМ має різні адресні простори пам'яті і регістрів МП, а іноді - окремі адресні простори регістрів пристроїв уведення/висновку і внутрішньої пам'яті. Крім того, пам'ять зберігає як дані, так і команди. Тому для ЕОМ розроблена безліч способів звертання до пам'яті, називаних режимами адресації.
Режим адресації пам'яті - це процедура або схема перетворення адресної інформації про операнд в його виконавчу адресу.
Усі способи адресації пам'яті можна розділити на:
1) прямій, коли виконавча адреса береться безпосередньо з команди абообчислюється з використанням значення, зазначеного в команді, і вмісту якого-небудь регістра (пряма адресація, реєстрова, базова, індексна і т.д.);
2) непрямий, котрий припускає, що в команді утримується значення непрямої адреси, тобто адреси осередку пам'яті, у якій знаходиться остаточна виконавча адреса (непряма адресація).
У кожної мікроэвм реалізовані тільки деякі режими адресації, використання яких, як правило, визначається архітектурою МП.
Типи архітектур
Існує кілька підходів до класифікації мікропроцесорів по типі архітектури. Так, виділяють МП із CISC (Complete Instruction Set Computer) архітектурою, характеризуючою повним набором команд, і RISC (Reduce Instruction Set Computer) архітектурою, що визначає систему зі скороченим набором команд однакового формату, виконуваних за один такт МП.
Визначаючи як основну характеристику МП розрядність, виділяють наступні типи МП архітектури:
- з фіксованою розрядністю і списком команд (однокристальні);
- з нарощуваною розрядністю (секційні) і мікропрограмним керуванням.
Аналізуючи адресні простори програм і даних, визначають МП з архітектурою фон Неймана (пам'ять програм і пам'ять даних знаходяться в єдиному просторі і немає ніяких ознак, що вказують на тип інформації в комірці пам'яті) і МП з архітектурою Гарвардської лабораторії (пам'ять програм і пам'ять даних розділені, мають свої адресні простори і способи доступу до них).
Ми розглянемо більш докладно основні типи архітектурних рішень, виділяючи
зв'язок зі способами адресації пам'яті.
1. Реєстрова архітектура визначається наявністю досить великого реєстрового файлу усередині МП. Команди
Loading...

 
 

Цікаве