Понятие о системе команд микропроцессоров. Основные группы команд.
Функции микропроцессора по управлению вычислительным процессом или по преобразованию информации задаются машинными командами. Все множество команд микропроцессора, определяющих набор выполняемых им операций, и способов адресации операндов, называется системой команд микропроцессора.
Структура команды с жестко установленным значением каждого бита в каждом поле команды называется форматом команды.
Машинная команда – это элементарная инструкция микроЭВМ, выполняемая ею автоматически без каких-либо дополнительных указаний и пояснений.
По функциональному назначению все команды можно разделить на группы:
команды передачи данных
команды передачи данных между регистрами микропроцессора и оперативной памятью, команды чтения/ записи информации в стек,
команды ввода/ вывода,
команды загрузки исполнительного адреса в РОН,
команды передачи содержимого регистра флагов в память или стек;
арифметические команды предназначены для выполнения арифметических операций и операций по преобразованию форматов данных;
команды поразрядной обработки данных предназначены для выполнения логических операций, а также операций сдвигов;
команды обработки строк данных (текстовой информации) предназначены для пересылки, сравнения, записи в память, загрузки в аккумулятор элементов строк данных;
команды передачи управления предназначены для организации переходов в программе (условный, безусловный переход, управление циклами, команды прерываний);
команды управления микропроцессором позволяют программно управлять различными функциями микропроцессора и делятся на 2 группы:
команды управления состоянием регистра флагов,
команды синхронизации работы микропроцессора с внешними событиями.
Способы адресации операндов в микропроцессорах
Каждая команда, выбираемая (читаемая) из памяти процессором, определяет алгоритм поведения процессора на ближайшие несколько тактов. Код команды говорит о том, какую операцию предстоит выполнить процессору и с какими операндами (то есть кодами данных), где взять исходную информацию для выполнения команды и куда поместить результат (если необходимо). Код команды может занимать от одного до нескольких байт, причем процессор узнает о том, сколько байт команды ему надо читать, из первого прочитанного им байта или слова. В процессоре код команды расшифровывается и преобразуется в набор микроопераций, выполняемых отдельными узлами процессора.
Большая часть команд процессора работает с кодами данных (операндами). Все эти коды операндов (входные и выходные) должны где-то располагаться. Они могут находиться во внутренних регистрах процессора (наиболее удобный и быстрый вариант). Они могут располагаться в системной памяти (самый распространенный вариант). Наконец, они могут находиться в устройствах ввода/вывода (наиболее редкий случай). Определение места положения операндов производится кодом команды. Причем существуют разные методы, с помощью которых код команды может определить, откуда брать входной операнд и куда помещать выходной операнд. Эти методы называются методами адресации. Эффективность выбранных методов адресации во многом определяет эффективность работы всего процессора в целом.
Способ адресации – это способ формирования адреса операнда по адресному коду команды
Существуют следующие способы адресации:
непосредственная – в адресном поле команды содержится непосредственно сам операнд. Когда операндом является число, оно обычно представляется в дополнительном коде. Этот способ адресации может применяться при выполнении арифметических операций, операций сравнения, а также для загрузки констант в регистры.
-
КОП
Непосредственный операнд
прямая – адресный код команды указывает номер ячейки памяти, к которой производится обращение
КОП |
Адрес операнда в ОП |
-
операнд
ОП
регистровая - адресный код команды указывает на регистр микропроцессора
КОП |
Имя РОН |
-
операнд
РОН
косвенная - адресный код команды указывает на регистр микропроцессора, хранящий адрес операнда в оперативной памяти