2.2 Система и формат команд. Способы адресации
Выполнение команды в МПС состоит из фаз: выборки адресованной команда из памяти и ее исполнение. Вторая фаза в свою очередь делится еще на две части: выборки операндов из памяти и выполнение операции над операндами.
Длительность командно цикла индивидуальна для каждой команды и может быть выражена количеством тактов или периодов генератора МП. Зная частоту генератора, можно определить реальное время выполнение как команды в отдельности, так и каких-либо фрагментов программ.
Формат команды МП К580 может быть представлен тремя типами:
Однобайтовые команды (3 варианта команд)
1 формат команд – между операндами
2 – организация работы внутренних ресурсов МП
3 – пересылка данных по адресу приемника
Двухбайтовые команды- работа с внешними данными, участвующих непосредственно в операциях.
1 – на формат команд операции с непосредственными данными
2 – организация ввода/вывода (Пвв – порт ввода/вывода, указывает № порта, устройства ввода/вывода)
Трехбайтовые команды – во 2-ом и 3-ем байте хранится адрес ячейки памяти
-
Код операции (В1)
Младший байт адреса (В2) (Data L)
Старший байт адреса (В3) (Data H)
Набор команд МП КР 580 содержит 78 базовых команд, и в целом включает 244 различные их модификации. Все команды подразделяются на 5 функционально специализированных групп:
--Команды передачи данных. Обеспечивают передачу данных между внутренними и внешними ресурсами системы. ( MOV, MVI, LDAX, LXI)/
--Команды арифметических операций. В качестве операндов может быть содержимое блоков регистров, непосредственные данные и содержимое ЯП, косвенно адресуемой регистровой парой HL.(ADD, ADI…);
--Команды логических операций;
--Команды передачи управления. Команды условных и безусловных переходов. Команда организует переход к ЯП, отличной от следующей по выполнению команды. При выполнении этих команд в регистры памяти записываются новые значения. (IZ,IP,IMP);
--Команды стека, ввода/вывода, управления.
Основные правила работы МП:
1)без скобок – непосредственные данные. А
2)(А) одиночные скобки – обращение к внутренним ресурсам МП, т.е. характеризует регистры или пару (ВС).
3)((ВС)) –косвенная адресация.
В МП К580 используется 4 типа адресации к памяти или регистрам:
--прямая адресация, при которой код команды во втором и третьем байте содержит прямое указание адреса хранения операнда. Оперируют 3-х байтным форматом команд.
--регистровая адресация. Операнд указывается непосредственно в команде (байт КО) путем указания адреса регистра МП. Данный способ оперирует 1-байтным форматом команд..
--косвенная адресация – в коде команды указывается пара регистров блока регистров общего назначения путем указания адреса одного из регистров этой пары, содержание которой служит адресом, по которой в оперативной памяти находятся операнды. Оперирует однобайтными командами. При этом в команде указывается адрес только одного из регистров управляющей пары.
--непосредственная – операнды задаются непосредственно в команде в следущим за байтом кода операция во 2-ом или во 2-ом и 3-ем байтах.
Тактирование МП и синхронизация
В МП первичный управляющий автомат (ПУА) в зависимости от сложности команды реализует цикл команд за несколько внутренних машинных циклов, количество которых может составлять 1-5. Один машинный цикл МП требуется для одного обращения к памяти или устройству ввода/вывода (предполагает работу буфера шин данных, выбор КО этой команды, данных).
При этом в аналогичных операциях, выполняемых в этих циклах, позволяет их реализовать в течении одного цикла команды на одном и том же оборудовании ПУА, что приводит к усложнению МПС.
Эффективность работы ПУА достигается за счет того, что машинные циклы могут быть различной длины и в рассмотренном МП от 3-5 тактов, формируемых с помощью сигналов синхронизации фи1 и фи2, поступающих от внешнего генератора. Вначале каждого машинного цикла ПУА генерируется сигнал синхронизации МПС (обозначается как синхро). Каждому такту соответствует отдельное состояние ПУА. В стандартном машинном цикле может быть 3-5 состояний автоматов, определяемые как Т1, Т2, Т3, Т4, Т5. В зависимости от сложности операции определяемой команды цикл команды может быть реализован с числом переходов во внутреннем состоянием 4-18 (самая короткая команда 4 такта, самая длинная 18 (5+4*3)).