1 Этап. Выбор машинной команды.
РАП = СчК – адрес следующей выполняемой команды помещаем в память.
РЧП = Чт (РАП) – на РЧП прочитали команду.
РК = РЧП – передали команду на РК.
СчК = СчК + n – (n – это длина в байтах текущей выполняемой команды).
2 этап. Дешифрация.
3 этап. Формирование исполнительного адреса и выбор операндов.
РАРП = РК (X2) – подали номер индексного регистра в РОНы.
РЧРП = Чт (РАРП) – получили индекс.
РА = РЧРП – подали индекс на АЛУ.
РАРП = РК (B2) – номер базового регистра подали в РАРП.
РЧРП = Чт (РАРП) – получили базу.
РВ = РЧРП – подали базу в АЛУ.
РС = РА + РВ – сложили базу и индекс – (X2)+(B2).
РА = РС – результат записали на РА.
РВ = РК (D2) – подали смещение на АЛУ.
РС = РА + РВ – получили исполнительный адрес(ИА) операнда.
РАП = РС – подача ИА в память.
РЧП = Чт (РАП) – прочитали второй операнд.
РА = РЧП – второй операнд подали на АЛУ.
РАРП = РК (R1) – подали в РАРП номер РОНа, где хранится первый операнд.
РЧРП = Чт (РАРП) – прочитали первый операнд.
РВ = РЧРП – подали первый операнд на АЛУ.
4 этап. Выполнение операций в АЛУ.
РС = РА оп РВ
5этап. Запись результата.
РЧРП = РС – записали результат на РЧРП
Зп (РАРП) = РЧРП – результат записан в память.
-
Косвенно-регистровая адресация.
коп
Ri
В адресном поле команды задаётся номер РОНа, в котором хранится адрес ячейки ОП, где находится операнд.
Структурная схема.
коп
Xi
РОНы
адрес операнда
ОП
операнд
АЛУ
Адрес
операнда операнд
Xi
Организация устройства управления.
Центральный процессор, как и любое другое устройство обработки цифровой информации, включает в себя две основные части:
-
Операционную часть(операционное устройство)
-
Управляющую часть(устройство управления).
Операционная часть состоит из регистров, счетчиков, сумматоров, дешифраторов и связей между ними.
Операционная часть функционирует под воздействием управляющих сигналов, которые вырабатывает управляющее устройство.
Операционная часть выполняет заданную микропрограмму, состоящую из микрокоманд.
Микрокоманда включает в себя одну или несколько микроопераций.
Микрооперация – это элементарная функциональная операция, выполняемая под воздействием одного управляющего сигнала в течение одного такта.
Если в течение одного такта выполняется несколько микроопераций под воздействием различных управляющих сигналов, то они объединяются в одну микрокоманду.
Устройство управления(УУ) служит для выработки последовательности управляющих сигналов, под воздействием которых выполняются микрооперации.
В зависимости от способа выработки управляющего сигнала различают 2 основных подхода к построению УУ:
-
Микропрограммная реализация УУ
-
Аппаратная реализация УУ(схемная реализация или УУ с жёсткой логикой)
Микропрограммная реализация устройства управления.Схема Уилкса.
Введем обозначения:
РАМК - регистр адреса микрокоманд.
Р
МК
– регистр микрокоманд
Основой микропрограммного УУ является память микрокоманд. Наиболее частый случай- память микрокоманд реализуется в виде запоминающего устройства.
Условно на рисунке горизонтальными линиями показаны ячейки памяти, в каждой из которых закодирована одна микрокоманда, выполняемая за один такт.
Каждая микрокоманда включает в себя 2 части:
-
Управляющая часть
-
Адресная часть
В управляющей части будут кодироваться управляющие сигналы, которые затем подаются на вентили в Операционную Часть Центрального Процессора.
В адресной части кодируется адрес ячейки памяти, где хранится следующая выполняемая микрокоманда.
Адрес из регистра микрокоманд(РМК) через линию задержки в следующем такте поступает на РАМК. И после его дешифрации из памяти микрокоманды, в соответствии с этим адресом на РМК считывается очередная микрокоманда.
Из управляющей части микрокоманды управляющие сигналы подаются на вентили в операционную часть ЦП, а из адресной части на регистр адреса микрокоманд в следующем такте заводится адрес следующей выполняемой микрокоманды.