1.3. Согласование форматов команд и данных

Исходными данными этого этапа являются результаты, полученные при определении форматов и структур команд и данных.

Целью согласования является повышение эффективности использования памяти путем приведения разрядности команд и данных к общему делителю, либо их совпадению. Дейст-вительно, если разрядность команд и данных имеют общий делитель, то разрядность ячеек памяти можно принять равной этому делителю.

Исходя из условия данные, обрабатываемые АЛУ, имеют разрядность 16, 32 и 64; а разрядности полей в командах могут находиться в пределах: RКОП = (610); RПА = (14); RA = (1624). Целесообразно исходить из наибольшей разрядности данных, то есть из 64. С такой разрядностью легко согласуется рассматриваемый формат команд. Действительно, приняв разрядность RA1 = RA2 = RA3 = 16, а разрядность RПА1 = RПA2 = RПA3 = 3, получим раз-рядность кода операций равной RКОП = 64 - 316 - 33 = 7, что соответствует реально сущест-вующим типам ЭВМ. Итак, в данном случае разрядность команд и разрядность наибольших по размерам данных совпадают, и, следовательно, целесообразно разрядность слов в опера-тивной памяти принять равной 64.

1.4. Способы адресации

В соответствии с требованиями к курсовому проекту задание предусматривает прора-ботку двух видов адресации команд и данных из следующих трех исходных: непосредствен-ной, относительной, прямой.

1.4.1. Прямая адресация

Прямой адрес - это номер ячейки памяти, в которой хранится операнд. Прямой адрес А передается в память и путем обращения к памяти из ячейки А читается или в нее записыва-ется операнд, то есть в этом случае исполнительный адрес А равен АИСП (АИСП = А).

1.4.2. Относительная адресация

Под относительной адресацией понимается такой способ адресации, при котором ис-полнительный адрес формируется следующим образом АИСП = А + Х , где А - базовый ад-рес, указываемый в адресном поле команды; Х - относительный адрес (индекс), указываю-щий положение данного относительного базового адреса А.

В данном курсовом проекте предлагается использовать способ относительной адреса-ции с использованием индексного АУ с несколькими индексными регистрами.

2. ОБОБЩЕННАЯ СХЕМА АЛГОРИТМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОРА

3. ВЫБОРКА КОМАНДЫ

Содержание процедуры выборки команды заключается в выделении очередной ко-манды программы, подлежащей выполнению, и передаче ее на регистр команд РК. Исход-ным данным является адрес размещения команды в памяти ЭВМ, который хранится на счет-чике адреса команд СчАК. Согласно условию курсового проектирования целесообразно рас-сматривать 16-ти разрядную шину данных и, соответственно, учитывая разрядность формата команд, логично предложить располагать одну команду в нескольких, точнее четырех, ячейках ОП. Значит, при выборке требуется столько обращений к ОП, сколько занимает одна команда. Для подсчета числа обращений к ОП в структуру процессора вводится счетчик СЧ. После выборки очередного фрагмента команды из ОП (чтения содержимого ячейки ОП на РД) тре-буется поместить выбранный фрагмент в соответствующее место РК. Эта задача может быть решена подключением к выходу счетчика СЧ дешифратора ДШ. На рисунках приведены со-ответственно, фрагмент структуры процессора и микропрограмма для нашего случая, когда одна команда занимает 4 ячейки ОП. В приведенном фрагменте структуры процессора под-разумевается, что единый в функциональном отношении РК конструктивно выполнен в виде четырех регистров, имеющих самостоятельные линии управления.

В начальный момент времени в счетчик СЧ записывается код, значение которого равно количеству ячеек, занимаемых одной командой, минус единица. После передачи считанной из ОП информации на РК осуществляется проверка значения СЧ на нуль. Наличие кода нуля в счетчике СЧ свидетельствует о завершении процедуры выборки команды из ОП. В против-ном случае цикл чтения из ОП повторяется, но значение СчАК должно быть увеличено на единицу, а из содержимого СЧ вычитается единица.

Если система команд состоит из команд различного формата, то сначала читают из ОП первую часть команды, содержащую код операции КОП. Затем осуществляется частичная дешифрация КОП с целью распознавания формата команды. В зависимости от значения формата команды устанавливается значение счетчика, указывающее на то, сколько еще ячеек ОП осталось прочитать для выборки данной команды.