Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Раздел 3 МП ЭВС.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
06.12.2018
Размер:
208.38 Кб
Скачать

Тема 3.3. Алу микропроцессора

АЛУ обязательно входит в состав микропроцессора. Выполняемые в АЛУ операции делятся на следующие группы:

  1. операции двоичной арифметики над числами с фиксированной и плавающей запятой,

  2. операции десятичной арифметики,

  3. специальные арифметические операции:

  • нормализация,

  • арифметический сдвиг (сдвиг только цифровых разрядов, знаковый разряд не сдвигается),

  • логический сдвиг (сдвиг знака вместе с цифровыми разрядами),

  • логические операции.

    Характеристики АЛУ:

    1. разрядность,

    2. состав операций,

    3. форматы обрабатываемых данных,

    4. способ построения и функционирования,

    5. быстродействие,

    6. Надежность.

    Классификация АЛУ:

    1. По способу обработки операндов:

    1. последовательные,

    2. параллельные,

    1. По способу организации:

    1. синхронные,

    2. асинхронные,

    1. По характеру использования элементов и узлов:

    1. блочные,

    2. многофункциональные.

    БМУ – блок местного управления

    Рисунок - Обобщенная структурная схема АЛУ

    Блок регистров предназначен для приема и размещения операндов и результатов. Арифметико-логический блок выполняет операции преобразования операндов. Схема контроля используется для контроля и диагностики ошибок. БМУ формирует управляющие сигналы, координирующие взаимодействие всех блоков АЛУ между собой.

    Алгоритм операций АЛУ включает определенную последовательность элементарных действий (микроопераций). Основные микрооперации АЛУ:

    1. прием кода операнда,

    2. преобразование кода операции,

    3. суммирование кодов операндов,

    4. сдвиг кода операнда,

    5. выдача кода результата.

    Для выполнения перечисленных действий АЛУ должно содержать следующие функциональные узлы:

    • регистры для хранения кодов операндов на время выполнения действий над ними,

    • сдвигатели для выполнения сдвигов вправо/ влево на требуемое число разрядов,

    • преобразователи для преобразования прямого кода числа в обратный и дополнительный,

    • сумматор.

    В блочных АЛУ все операции по преобразованию информации выполняются отдельными блоками. В многофункциональных АЛУ операции для всех форм представления чисел выполняются одними и теми же схемами, которые коммутируются нужным образом в зависимости от требуемого режима работы. Например, действия сдвига и преобразования кода могут выполняться не только специализированными устройствами, но и с помощью дополнительных связей регистров и сумматоров.

    Тема 3.4. Устройство управления. Принцип микропрограммного управления

    1. Система команд микропроцессора.

    2. Командный цикл микропроцессора.

    3. Модель УУ микропроцессора.

    4. Упрощенная функциональная схема УМУ.

    5. Алгоритм функционирования микропроцессора в течение рабочего цикла выполнения команды.

                1. Система команд микропроцессора.

    Функциональное описание цифровых ЭВМ основано на иерархии машинных операций от нулевого уровня (микроопераций) до операций высокого порядка (процедур и задач).

    ПРОГРАММА

    команда

    МИКРОПРОГРАММА

    МИКРОКОМАНДА

    МИКРООПЕРАЦИЯ

    Устройство управления микроЭВМ реализует функции управления ходом вычислительного процесса, обеспечивая автоматическое выполнение команд программы. Программа представляет собой последовательность команд, выполнение которых приводит к решению задачи. Команда определяет операцию, которую выполняет микропроцессор над данными. Различают следующие группы команд:

    1. команды передачи данных,

    2. команды ввода/ вывода,

    3. команды обработки информации (арифметические, логические, сдвиг, сравнение),

    4. команды управления порядком выполнения программы (переход, вызов подпрограмм, прерывания),

    5. команды задания режимов работы микропроцессора.

    Длина формата команды определяет скорость выполнения команды и зависит от способа адресации операндов. Способ адресации – это способ формирования адреса операнда по адресному коду команды. Существуют следующие способы адресации:

    • непосредственная – в адресном поле команды содержится непосредственно сам операнд

    КОП

    Непосредственный 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.

    • 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

    КОП

    Имя РОН


    ОП

    адрес в ОП

    операнд

    РОН