Командный цикл. Фазы командного цикла.
Время,
необходимое для выполнения одной
команды, называется командным циклом
Командный цикл делится на две фазы: выборки и исполнения. Работа ЦП заключается в непрерывном повторении чередующихся фаз командного цикла.
Основное содержание фазы выборки состоит в считывании первого байта (слова) команды из памяти МС и его ввод в специальный регистр команд IR (Instruction Register). Считывание байта (слова) происходит по адресу, хранящемуся в программном счетчике PC. Одновременно с этим содержимое PC увеличивается на 1 или 2, указывая на следующий элемент объектного кода. Фаза выборки одинакова для всех команд.
Фаза исполнения состоит в дешифрации содержимого IR и выполнении действий, определяемых этим содержимым. Состав и порядок действий фазы исполнения для каждой команды свой. Она также может включать считывание дополнительных байтов (слов) команды и соответствующего изменения PC, несколько дополнительных обращений к памяти программ и(или) данных для выборки операндов и размещения результата, циклы обращения к портам ВВ IOSEG.
Структурная схема микро-эвм на базе микропроцессора.
Магистраль микросистемы. На физическом уровне ЦП взаимодействует с памятью и подсистемой ВВ через единый набор системных шин – внутрисистемную магистраль (рис. 2), в общем случае состоящую из:
Рисунок 2 – Микро-ЭВМ трехшинной магистралью
- шины данных DB (Data Bus), по которой производится обмен данными между ЦП, памятью и подсистемой ВВ;
- шины адреса АВ (Address Bus), используемой для передачи адресов ячеек памяти и портов ВВ, к которым осуществляется обращение;
- шины управления СВ (Control Bus), реализующей функцию управления циклами обмена и работой системы.
Этот же набор шин применяется и для организации канала ПДП. Магистраль такого типа носит название трехшинной с раздельными шинами передачи адреса и данных. Примером внутрисистемной магистрали с тремя шинами служит широко распространенная магистраль И41 и ей подобные.
Регистры данных микропроцессора.
Регистры данных участвуют в арифметических и логических операциях в качестве источников операндов и приемников результата
Наиболее типичным представителем регистров данных является аккумулятор A (Accumulator), который используется для временного хранения исходных операндов и промежуточных результатов. С аккумулятором связано большинство команд арифметической и логической обработки. Ссылка на него, как правило, производится неявно с помощью кода операции: Влияние аккумулятора на организацию МС настолько велико, что включение А в состав RSEG стало типичным, поэтому системы с аккумулятором выделили в отдельный класс.
Другим примером регистров данных служат рабочие регистры R0, R1, ... В отличие от аккумулятора они адресуются явно и могут интерпретироваться как сверхскоростные регистровые ОЗУ данных. Рабочие регистры используются в операциях как совместно с аккумулятором, так и без него. Некоторые рабочие регистры совмещают свою функцию хранения данных с функцией их адресации. В этом случае они приобретают функции РОН (МП К1801ВМ1). При необходимости для образования полноразмерного указателя регистры данных объединяются в пары.