20. Командный цикл мп.

Процесс выполнения программы в микроЭВМ представляет собой последовательность командных циклов. Каждая команда в микропроцессоре выполняется на протяжении командного цикла. Командный цикл состоит из:

1. цикла выборки команды,

2. цикла выполнения команды.

Продолжительность цикла выборки команды зависит от формата команды (количества байтов в машинном коде команды). Продолжительность цикла выполнения команды зависит от способа адресации операндов. Например, при выполнении команд с регистровой адресацией не нужно дополнительное обращение к памяти для чтения операнда, в командах с косвенной адресацией такое обращение необходимо. Поэтому продолжительность командного цикла в микропроцессоре различна для различных команд и определяется количеством обращений к памяти или к внешнему устройству.

Интервал, на протяжении которого осуществляется одно обращение микропроцессора к памяти или к внешнему устройству, называется машинным циклом. Командный цикл микропроцессора состоит из некоторого количества машинных циклов (в зависимости от типа команды). В команде может быть от одного до пяти машинных циклов.

Машинный цикл, в свою очередь, разбивается на некоторое количество машинных тактов. В течение каждого машинного такта выполняется элементарное действие (микрооперация) в микропроцессоре. Количество тактов в цикле определяется кодом команды и равно от 3 до 5. Продолжительность такта задается периодом импульсов синхронизации, подаваемых от тактового генератора. Все внутренние операции микропроцессора и формирование внешних сигналов происходят в моменты времени, определяемые тактовыми импульсами.

В зависимости от действий, выполняемых микропроцессором, различают следующие типы машинных циклов:

1. выборка команды,

2. чтение памяти,

3. запись в память,

4. чтение стека,

5. запись в стек,

6. ввод данных из внешнего устройства,

7. вывод данных на внешнее устройство,

8. прерывание.

ПРИМЕР. Этапы машинного цикла при выполнении арифметической команды:

1. выборка команды из памяти,

2. дешифрация КОП команды,

3. формирование адреса следующей команды,

4. формирование адресов операндов,

5. выборка операндов,

6. выполнение операции, заданной командой.

20. Модель уу мп.

Для выполнения своих функций УУ должно иметь входы, позволяющие определить состояние управляемой системы, и выходы, через которые осуществляется управление поведением системы.

Входной информацией для устройства управления служат:

• тактовые импульсы – с каждым тактовым импульсом УУ инициирует выполнение одной или нескольких микроопераций;

• КОП – код операции текущей команды поступает из регистра команды и используется, чтобы определить, какие микрооперации должны выполняться в течение машинного цикла;

• флаги – требуются устройству управления для оценки состояния микропроцессора и результата предшествующей операции, что необходимо для выполнения команд условного перехода;

• сигналы из системной шины – часть сигналов системной шины, обеспечивающая передачу в УУ запросов прерывания, подтверждений и т.п.

В свою очередь УУ формирует следующую выходную информацию:

• внутренние сигналы управления – эти сигналы воздействуют на внутренние схемы микропроцессора и относятся к одному из двух типов:

  1. сигналы управления перемещением данных между регистрами микропроцессора,

  2. сигналы, определяющие функции операционного устройства микропроцессора;

• сигналы в системную шину – управляющие сигналы в память и управляющие сигналы в модули ввода/ вывода.