
- •1. Математическая и логическая основа вт
- •Проблема представления информации.
- •Системы счисления, используемые в цифровой технике.
- •1.3. Формы представления двоичных чисел.
- •1.4. Арифметические операции над числами с фиксированной точкой.
- •1.6.Логическая основа вт. Элементарные фал и их техническая реализация.
- •2. Комбинационные цифровые устройства (кцу).
- •2.1. Последовательность синтеза кцу.
- •2.2. Табличный и скобочный способы задания кцу.
- •2.5. Основные законы и тождества алгебры логики.
- •Минимизация фал.
- •2.7. Базисы и минимальные базисы.
- •1 Вариант - обычный каскад.
- •2 Вариант - каскад с открытым коллектором.
- •3 Вариант - каскад с открытым эмиттером.
- •4 Вариант - каскад с тремя состояниями.
- •3. Последовательностные цифровые устройства (пцу).
- •3.1. Понятие пцу.
- •1 Этап. Определение минимального числа состояний, позволяющих построить устойчивый автомат, соответствующий поставленным условиям работы.
- •Переход к динамическому способу управления;
- •Увеличение числа состояний автомата, т.Е. Числа триггеров зу.
- •2 Этап. Определение количества и типа триггеров зу.
- •3 Этап. Определение функций переходов и синтез кцу1.
- •Лекция 11 d rg 1 Циклический сдвиг организуется путём соединения выхо-
- •Двоичные счётчики.
- •C t tt t tt t tt c ct2 1 q1 графическое
- •Счётчики с произвольным модулем счёта.
- •Полупроводниковые запоминающие устройства.
- •4.1. Классификация и основные характеристики зу.
- •4.2. Организация накопителя зу.
- •4.3. Статические озу.
- •4.4. Динамические озу.
- •4.6. Построение памяти заданной структуры.
- •4.7. Стековая память.
- •Преобразователи сигналов.
- •6.1. Принципы построения цап.
- •Согласующее
- •6.2. Основные параметры цап.
- •6.3. Аналого-цифровые преобразователи.
- •6.4. Основные параметры ацп.
- •7. Принципы управления микропроцессора.
- •7.1. Классификация микропроцессоров.
- •7.2. Декомпозиция мп.
- •7 .3. Принцип аппаратного управления ("жёсткой" логики).
- •7.4. Принцип микропрограммного управления (гибкой логики).
- •7.5. Способы формирования сигналов управления
- •Код номера
- •7.6. Операционное устройство мп.
- •7.7. Обобщённая структурная схема мп.
- •8. Элементы архитектуры мп.
- •8.1. Структура команд.
- •Необходимость иметь большее число разрядов для представления адресов и кода операции приводит к недопустимо большой длине трёхадресной команды;
- •Часто в качестве операндов используются результаты предыдущих операций, хранимых в регистрах мп. В этом случае трёхадресный формат используется неэффективно.
- •8.2. Способы адресации, основанные на прямом использовании кода команды.
- •Номера реги- стров
- •Число 4527
- •Адрес 1765
- •8.3. Способы адресации, основанные на преобразовании кода команды.
- •8.4. Понятие вектора состояния мп.
- •8.5. Понятие системы прерывания программ.
- •8.6. Характеристики системы прерывания.
- •8.7. Способы организации приоритетного обслуживания запросов прерывания.
- •Счётчик
- •Счётчик
- •Компаратор
- •Код маски
- •8.8. Процесс выполнения команд. Рабочий цикл мп.
- •8.9. Конвейерная обработка команд и данных.
- •8.10. Особенности risc-архитектуры.
- •Усложнение процессора делает более трудным или даже невыполнимым реализацию его на одном кристалле, что могло бы облегчить достижение высокой производительности.
- •Регистры глобальных переменных
- •Регистр адреса
- •Цепи данных
- •Интерфейс пу
- •Канал ввода-вывода
- •Канал ввода-вывода
- •1. Организация цепочки данных.
- •9.4. Интерфейсы периферийных устройств.
- •Данные от процессора
- •Данные в процессор
- •Регистр передатчика очищен
- •Регистр приёмника заполнен
Номера реги- стров
Передать
КОП
0
0101
1
0011
УА
УА
Рг5
Рг3
ОП
Число 4527
Адрес 1765
Длина адресных полей достаточна
лишь для указания коротких номеров
регистров, т.е. не поз-воляет задать в
команде полный адрес ячейки памяти.
Поэтому операнд 4527 указывается регистровой
прямой адресацией (УА=0), а для задания
адреса 1765 приходится воспользоваться
регистровой косвенной адресацией
(УА=1), указывая
номер регистра (здесь Рг3), предварительно
загруженного полным адресом ячейки.
При автоинкрементной адресации в качестве исполнительного адреса используется содержимое регистра, указанного в команде. Затем содержимое этого регистра увеличивается на некоторую константу. Полученное число является новым исполнительным адресом и т.д.
При автодекрементной адресации содержимое указанного в команде регистра сначала уменьшается на некоторую константу. Полученный результат используется как исполнительный адрес.
8.3. Способы адресации, основанные на преобразовании кода команды.
Способы, в которых исполнительный адрес определяется адресным кодом команды и содержимым регистров МП, включают относительную и индексную адресации.
При относительной адресации (базировании) исполнительный адрес определяется суммой адресного кода команды и некоторого числа, называемого базовым адресом.
Базовые адреса хранятся в отведённых для этой цели регистрах, а в команде выделяется поле для указания номеров этих регистров.
Относительная адресация позволяет при меньшей длине адресного кода команды обеспечить доступ к любой ячейке памяти.
Д
Базовый адрес
Смещение D
ля
этого число разрядов в базовом
адресе выбирают таким, чтобы можно
было адресовать любую ячейку оперативной
памяти, а адресный код самой команды
используют для представления лишь
сравнительно короткого "смещения"
(обозначают буквой D):
Смещение D определяет положение операнда относительно начала массива данных, задаваемого базовым адресом.
Поскольку суммирование связано с потерей времени, то для формирования исполнительного адреса используют так- же метод совмещения.
В этом случае базовый адрес содержит старшие, а смеще-ние – младшие разряды исполнительного адреса, которые объединяются в регистре адреса.
Однако при совмещении базовый адрес может задавать не любую ячейку, а только те, адреса которых содержат нули в младших разрядах, соответству-ющих смещению.
Относительная адресация обеспечивает так называемую перемещаемость программ, т.е. возможность передвижения программ в памяти без изменений внутри самой программы.
Развитием метода базирования является индексация.
Механизм индексации обеспечивает автоматическую модификацию адресных частей команд и используется для управления циклическими вычислительными процессами.
В данном случае модификация заключается в изменении адресных частей соответствующих команд согласно расположению в оперативной памяти обрабатываемых операндов.
Для выполнения индексации используются так называемые индексные регистры, а в формате команды выделяется поле для указания номера индексного регистра.
Наименование индексных регистров связано с тем, что первоначально они предназначались для хранения индекса текущего элемента массива ai. Хотя назначение индексных регистров значительно расширилось, термин сохранился.
Исполнительный адрес формируется путём сложения адресного кода команды (смещения) с содержимым индексного регистра (индексом), а при наличии базирования – и с базовым адресом.
Отличительной чертой индексации является то, что код команды, хранящейся в оперативной памяти, остаётся неизменным. Следовательно, одна и та же команда может использоваться при соответствующих изменениях индекса для формирования различных исполнительных адресов.
Для управления индексацией используются команды, задающие операции над содержимым индексных регистров.
Можно выделить следующие основные виды индексных операций: а)засылка в соответствующий индексный регистр начального значения индекса; б) изменение индекса и в)проверка окончания циклических вычислений.
Изменение индекса состоит в сложении или вычитании значения индекса с фиксированным приращением.
Соответствующая команда указывает номер индексного регистра, а также значение и знак (или адрес) приращения.
Для проверки выхода из цикла используются или обычная команда условного перехода, или специальные команды "условный переход по счётчику" и "условный переход по индексу".
Счётчиком обычно служит один из регистров общего назначения, в который перед началом цикла загружается число повторений цикла.
Команда "условный переход по счётчику" может иметь, например, следующий вид:
Э
УПСч
R1
X2
B2
D2
УПИ
R1
R3
B2
D2
ЛЕКЦИЯ 4
Команда "условный переход по индексу" имеет, например, вид:
Здесь R1 – номер индексного регистра; R3 – номер регистра, хранящего приращение; сумма содержимого регистра В2 с содержимым поля D2 определяет адрес начала цикла; в регистре с номером R3+1 хранится предельное значение индекса.
Команда производит суммирование содержимого регистров R1 и R3. Если новое значение индекса меньше или равно предельному, то это новое значение помещается в регистр R1 и происходит переход к началу цикла (повторение цикла). В противном случае выход из цикла.
Аналогично выполняется проверка окончания цикла в случае обратного условия.