4. Форматы данных, команд и способы адресации

4.1. Форматы данных

Разрабатываемый процессор, в соответствии с техническим заданием, работает с тремя форматами данных: слово, двойное слово и число с плавающей точкой одинарной точности (см. рис. 3).

Числа с фиксированной точкой представляют собой целые со знаком или без него. Целые числа со знаком представляются в дополнительных кодах.

А

Рис. 3

дреса представляются в виде целых чисел без знака

4.2. Формат команд

Все команды имеют один формат (см. рис. 4).

В

AMD

КОП

SRS2

DEST

SRS1

IMM

7 бит

2 бит

5 бит

1 бит

5 бит

12 бит

каждом цикле работы, процессор считывает из памяти команд 32-х разрядную команду.

В

Рис. 4

25

0

31

24

22

18

17

13

11

12

23

битах 26 – 31 (КОП) хранится код операции.

Бит AMDУказывает способ адресации:

• AMD=00 – прямая адресация;

• AMD=01 – косвенная адресация;

• AMD=10 илиAMD=11 – относительная адресация.

Поля DEST,SRS1 иSRS2 задают, соответственно, регистр - приёмник и регистры - источники данных.

Бит IMMпозволяет записывать в полеSRS2 непосредственный операнд, прямой адрес или смещение. Это становится возможным приIMM=1. В противном случаеSRS2 хранит номер регистра.

В битах 0 – 23 хранится адрес одного из операндов или непосредственный операнд.

4.3. Способы адресации

В соответствии с техническим заданием, требуется осуществить 3 способа адресации.

4.3.1. Прямая адресация

Прямой адрес – номер ячейки памяти, в которой хранится операнд.

Исполнительный адрес A_ИСП=A.

4.3.2. Косвенная адресация

В адресной части команды Aуказывается адрес адреса операнда.

4.3.3. Относительная адресация

Исполнительный адрес формируется следующим образом:

A_ИСП=A+X, где

A– базовый адрес, указываемый в адресном поле команды;

X– относительный адрес (индекс), указывающий положение данного, относительно базового адресаA.

5. Система команд

Система команд разрабатываемого процессора приведена в виде таблицы (см. табл. 1).

Если в результате команды происходит установка каких либо флажков, то в соответствующей клетке таблицы находится знак +, в противном случае -.

Назначение полей DEST,SRS1,SRS2 описано в разделе 4.2.

Если како-то значение берётся не из SRS1 илиSRS2, а из ячейки памяти, адрес которой содержится вSRS1 илиSRS2, то соответствующие поля записываются в квадратных скобках. Тоже самое касается записи значения по заданному адресу.

В командах сдвига RLиRR, содержимое регистраDESTсдвигается наSRS1 разряда, после чего результат записывается в регистрDEST.

В командах перехода A– это адрес, по которому осуществляется переход.

В колонке содержания команды указаны примеры для прямой адресации. Способ адресации указывается в формате команды полем AMD(см. рис. 4). Виды адресации описаны в разделе 4.3. Если используется относительная адресация, то базовый адрес записывается вSRS1, а индекс вSRS2 (см. разд. 4.3.3).

Таблица 1

№	Мнемоника	Название	Содержание	Флажок				Код
				C	O	Z	S
1	LD	Загрузка в регистр непосредственного операнда	DEST  SRS2	-	-	-	-	0000001
2	RD	Чтение из памяти	DEST  [SRS2]	-	-	-	-	0000010
3	WR	Запись в память	[DEST]  SRS1	-	-	-	-	0000011
4	ADD	Сложение с ФТ	DEST  DEST + SRS1	+	+	+	+	0000100
5	SUB	Вычитание с ФТ	DEST  DEST – SRS1	+	+	+	+	0000101
6	MUL	Умножение с ФТ	DEST  DEST * SRS1	+	+	+	+	0000110
7	DIV	Деление с ФТ	DEST  DEST / SRS1	+	+	+	+	0000111
8	FADD	Сложение с ПТ	DEST  DEST + SRS1	+	+	+	+	0001000
9	FSUB	Вычитание с ПТ	DEST  DEST – SRS1	+	+	+	+	0001001
10	FMUL	Умножение с ПТ	DEST  DEST * SRS1	+	+	+	+	0001010
11	FDIV	Деление с ПТ	DEST  DEST / SRS1	+	+	+	+	0001011
12	AND	Логическое “И”	DEST  DEST & SRS1	-	-	+	-	0001100
13	OR	Логическое “ИЛИ”	DEST  DEST V SRS1	-	-	+	-	0001101
14	XOR	Логическое “Исключающее ИЛИ”	DEST  DEST M2 SRS1	-	-	+	-	0001110
15	RL	Сдвиг влево	DEST  DEST << SRS1	-	-	+	-	0001111
16	RR	Сдвиг вправо	DEST  DEST >> SRS1	-	-	+	-	0010000
17	JP	Безусловный переход	A  SRS2	-	-	-	-	0010001
18	JPC	Переход если C=1	A  SRS2	-	-	-	-	0010010
19	JPZ	Переход если Z=1	A  SRS2	-	-	-	-	0010011
20	JPS	Переход если S=1	A  SRS2	-	-	-	-	0010100
21	JPNC	Переход если C1	A  SRS2	-	-	-	-	0010101
22	JPNZ	Переход если Z1	A  SRS2	-	-	-	-	0010110
23	JPNS	Переход если S1	A  SRS2	-	-	-	-	0010111
24	CALL	Вызов подпрограммы	A  SRS2	-	-	-	-	0011000
25	RET	Возврат из подпрограммы	A  stack	-	-	-	-	0011001
26	OUT	Выдача данных в порт	A  SRS2	-	-	-	-	0011010
27	IN	Приём данных из порта	A  SRS2	-	-	-	-	0011011