4. Обработка адресной части команды

В соответствии с заданием на курсовой проект предусмотрен тип относительной адресации. Выберем следующий вариант задания на адресацию команд и данных: (ПА + ОА2), где для модификации адреса используется четыре двойных индексных регистра (РИ0РИ3) и специальное индексное АУ (ИАУ).

Использование относительной адресации в ЭВМ способствует гибкости при программировании задач, связанных с обработкой массивов информации и. т. д., а также позволяет расширить область памяти, к которой возможно обращение, за счет увеличения разрядности АИСП. В настоящем разделе, при описании структур и микропрограмм выбранного варианта, разрядность АИСП принята равной разрядности шины данных (16).

Для формирования АИСП используется специальное ИАУ, включающее в себя дешифратор, РИ, СмИ и мультиплексор (коммутатор) К. В случае использования одного регистра на сумматоре производится сложение 16-ти разрядных адресной части РК и индекса Х, после чего 16-ти разрядный адрес АИСП заносится на РА. В рассматриваемом случае модификация адреса осуществляется аналогично. Однако, в ИАУ находится не один РИ, а четыре двойных (РИ0РИ3) и в РК отводится специальное трех разрядное поле номера индекса (FL2FL4). Фрагмент структуры процессора и микропрограмма приведены на рисунках:

5. Выполнение команд арифметических операций

К арифметическим операциям относятся операции сложения, вычитания, умножения, деления. Содержание процедуры выполнения команды арифметической операции состоит из выборки двух исходных данных (операции двуместные) из памяти ЭВМ, выполнения вычисления результата операции и сохранения результата в ячейке памяти ЭВМ. Исходным состоянием процессора для выполнения любой команды является наличие команды на регистре команд РК после выборки команды.

Алгоритм выполнения команды арифметической операции зависит от адресности команды. В трехадресной команде два адреса трактуются как адреса исходных данных, а третий - как адрес результата.

На рисунках приведены, соответственно, фрагмент структуры и микропрограмма, поясняющие выполнение команды арифметической операции для трехадресной команды.

Выполнение команды можно разбить на 4 этапа. На первом этапе из ОП читается первый операнд, адрес которого указывается в поле А1 регистра команд. Операнд из РД передается в регистр Р1 АЛУ. На втором этапе аналогично из ОП читается второй операнд и заносится в Р2 АЛУ. На третьем этапе запускается устройство управления АЛУ. В соответствии с сигналом настройки на реализацию конкретной арифметической операции, поступающим с поля кода операции РК, АЛУ выполняет требуемую микропрограмму. В процессе выполнения микропрограммы на Р4 АЛУ формируется результат операции, а на регистре Р3 АЛУ фиксируются признаки результата операции (равенство 0, меньше 0, переполнение и. т. п.). По завершении выполнения операции АЛУ вырабатывает признак Х1 (АЛУ закончило работу). Устройство управления процессора во время работы АЛУ постоянно опрашивает значение данного признака и продолжает выполнение микропрограммы по значению Х4 = 1 после того, как на Р4 окончательно сформируется значение результата. На четвертом этапе результат выполнения операции из Р4 помещается в ОП по адресу, указанному в поле А3 регистра команд.