Циклы выполнения команд: принципы организации, К1810ВМ86, кр580ВМ80

Циклы выполнения команд: принципы организации, К1810ВМ86, КР580ВМ80

Содержание

1. 
   Принципы организации командных и машинных циклов.
   
2. 
   Микропроцессор КР580ВМ80.
   
3. 
   Работа в машинных циклах.
   
4. 
   Микропроцессор К1810ВМ86.
   
5. 
   Работа в машинных циклах.
   

Принципы организации командных и машинных циклов.
Команда пред­ставляет собой совокупность микрокоманд, которые в виде двоичных кодов хра­нятся в постоянной памяти (ПЗУ) устройства управления процессора. Выполне­ние команды можно рассматривать как процесс считывания из ПЗУ микрокоманд, инициирующих работу некоторых функциональных узлов процессора на отдель­ных временных интервалах (тактах). Время, затрачиваемое на выполнение коман­ды, называется командным циклом.
Команды имеют не одинаковую длительность командных циклов, так как со­держат различное число микрокоманд, используют разные способы адресации и другую дополнительную информацию. Это обстоятельство отражается в форма­тах команд, имеющих длину один, два и более байт. В командном цикле можно выделить две основные фазы:
● фазу выборки команды.
В этой фазе программный счетчик PC выставляет на адресную шину адрес первого байта команды. Микропроцессор вырабатыва­ет сигнал «чтения памяти», благодаря которому содержимое адресуемой ячейки памяти по шине данных поступает в регистр команд IR ( Instruction Register ).
Программный счетчика PC формирует адрес, указывающий на следующий элемент объектного кода. Фаза выборки одинакова для всех команд;
● фазу выполнения команды.
Фаза начинается с дешифрации команды. В ре­зультате дешифрации первого байта определяется вид (код) операции и в уст­ройстве управления формируются необходимые для ее выполнения управля­ющие сигналы. Действия процессора в фазе выполнения команды и ее про­должительность зависит от вида операции. Для выполнения операции может потребоваться дополнительное обращение к памяти или внешним устрой­ствами за данными, пересылка данных в соответствующие регистры процес­сора, непосредственное выполнение операции в АЛУ, вывод результатов в память или внешнее устройство и т. д.
Различная длительность командных циклов и неоднородность их отдельных фаз явились причиной организации машинных циклов для выполнения команд. Каждый машинный цикл представляет собой цикл обращения к системной ма­гистрали. В машинном цикле производится выборка очередного байта (слова) команды или данных из памяти, запись в память, ввод или вывод данных. Команд­ный цикл может содержать различное число машинных циклов. В первом машин­ном цикле М1 происходит выборка первого байта команды, ее дешифрация и ис­полнение, если данные находятся во внутренних регистрах процессора. Если выполнение команды требует обращения к памяти или внешним устройствам, то используется два, три и более машинных циклов.
Машинные циклы, как и команд­ные, также не являются однородными. Поэтому на их выполнение затрачивается различное число тактов. Таким образом, при выполнении команды все действия процессора синхронизированы вложенными друг в друга циклами трех уровней: командными, машинными и тактовыми.
Рассмотрим в общих чертах особенности организации машинных циклов и ра­боты микропроцессоров КР580ВМ80 и К1810ВМ86.