Подпрограмма

Вызов команды и модификация счетчика команд

Обработка прерывания а возв­рат к выполнению программы

Процедура тандемных пересылок

¹ I

\Мосичвские

Арифмети­

ческие

СпециальныеуЬ_{поедвленае типа ХОАЮ/}^. Команды пересылок | \ Вы и типа операции /

. Команды ' передачи управления

Определение _ВпосоВаЧ^1впас1>^вВетВв"^швопераяв адресации операнда

	Прямая \
Формирование адреса
и выборка	операнда

Поеденная

Регистровая

Ожидание

Размещение операнда д регистре временного хранения* выполнение операции, фиксация результата

у

Prfc. 10.2. Схема рабочего цикла 8-разрядного микропроцессора 312

По завершении арифметических и логических операций 1 в соответствующих разрядах (флажках) регистра признаков указывают на наличие переполнения, положительного, отрица­тельного или нулевого результата.

Передача управления в командах условного перехода про­исходит в зависимости от состояния определенных разрядов ^ (флажков) регистра признаков.

В МП применены буферные схемы шины данных и адреса. Буферная схема состоит из регистра и выходных схем с тремя состояниями: 0, 1 и полное электрическое отключение от на­грузки («высокоимпеданское» или «плавающее» состояние). На­личие третьего состояния позволяет реализовывать магистраль­ный принцип связи между отдельными узлами внутри МП

и. между модулями (ОП, периферийные устройства), присоеди­няемыми наряду с МП к общему интерфейсу «мультишина» (см. гл. 11) микропроцессорной системы (или микроЭВМ).

Управляющий автомат с «жесткой» логикой, реализованный с использованием программируемой логической матрицы, вы­дает последовательность управляющих сигналов, инициирую­щих процедуру выполнения текущей команды. Последователь­ность сигналов и сама процедура зависят от задаваемых кодом команды формата команды и операндов, способа адресации.

На рис. 10.2 показана схема рабочего цикла выполнения команды в микропроцессоре, которая приводится, главным обра­зом, с целью показать читателю, что в основных чертах она не отличается от схем рабочего цикла крупных ЭВМ.

Микропроцессорный комплект интегральных микросхем се­рии К580 помимо самого микропроцессора содержит следующие микросхемы (кристаллы): контроллер прямого доступа к памя­ти, программируемый таймер, последовательный и параллель­ный интерфейсы, контроллер прерываний и др.

Особенности системы команд МП К580

Микропроцессор К580 выполняет арифметические операции над 8-разрядными, а с уменьшенным быстродействием — и над 16-разрядными словами, которые могут быть целыми двоичными числами со знаком и без знака, десятичными двоично-кодиро­ванными числами, и логические операции над цепочками данных.

Система команд микропроцессоров К580 выглядит довольно упрощенной по сравнению с системами команд ЭВМ, что объяс­няется коротким 8-разрядным машинным словом и ограниченны­ми аппаратурными ресурсами. Операции умножения и деления над целыми числами, операции с плавающей точкой выпол­няются по подпрограммам или с помощью дополнительного

специализированного арифметического сопроцессора («арифме­тического расширителя»).

Для упрощения организации и убыстрения операций с 16-разрядными адресами и операндами в систему команд введены команды 2-байтных («тандемных») передач, арифмети­ческих и других операций, в которых некоторые пары регистров адресуются как один регистр, а их содержимое рассматривается как одно 16-разрядное слово, передаваемое по шине данных тандемом — последовательно байт за байтом. В 8-разрядном АЛУ арифметические операции над 16-разрядными числами выполняются двумя командами: первая задает операцию над младшими, а вторая — над старшими байтами. Эти вторые ко­манды — специфические, они задают операцию сложения (вы­читания) байт, в которых участвует перенос (заем), полученный в операции с младшими байтами и запомненный в триггере переноса. Имеется также несколько команд, непосредственно о0рабатывающих 16-разрядные числа.

Микропроцессор К580 имеет три формата команд: однобайт­ный (однословный), двухбайтный и трехбайтный (рис. 10.3). Формат команды и тип адресации задаются неявно кодом опера­ции. Адрес команды задается адресом ее первого байта.

Проблема построения системы команд при коротком машин­ном слове решается благодаря использованию регистра-аккуму­лятора с подразумеваемой адресацией для реализации одно­адресных и безадресных команд. В последних адрес операнда неявно задается кодом операции. Широко применяются укоро­ченная регистровая адресация для обращения к общим регист­рам и регистровая косвенная и индексная адресации для за­дания операнда в ОП. Наличие в регистровой структуре специ­ального 16-разрядного регистра косвенного адреса позволяет иметь команды с подразумеваемой косвенной адресацией, т. е. без указания в команде регистра, хранящего исполнитель­ный адрес.

В двухбайтных командах реализуется непосредственная ад­ресация, а в трехбайтных — прямая адресация ячейки памяти.

Схема «инкрементатор»/«декрементатор» позволяет реали­зовать процедуры автоматического задания приращений не только в указателе стека, но и в счетчике команд, в индексном регистре, в регистре косвенного адреса и т. д. Операции инкре­мент и декремент выполняются в процессе межрегистровых передач.

Команды с прямой адресацией занимают много места в па­мяти и затрачивают много времени на выполнение из-за много­кратных обращений к памяти. Поэтому по возможности следует стремиться к использованию команд с регистровой, непосред-