Поняття команди мікропроцесора. Види адресації команд мікропроцесора. Набори команд мікропроцесора.

Командою мікропроцесора називають послідовність дій, яка буде прочитана мікропроцесором, змушує його виконувати ті чи інші дії. Довжина КМ дорівнює або кратна довжині слова даних мікропроцесора. Як правило, мікропроцесор виконує одну команду за один такт (цикл), проте існують деякі команди, які виконуються за декілька циклів. В сучасних мікропроцесорах за один цикл може виконуватися декілька команд, тому іноді прийнято вимірювати продуктивність мікропроцесора в кількості за одиницю часу. В сучасних мікропроцесорах швидкодія вимірюється в кількості виконаних операцій за одиницю часу, тобто команда сучасного мікропроцесора може містити декілька операцій. Команда складається максимум з трьох частин: КО – код операції; АП – адреса приймача; АД – адреса джерела.

Прийнято записувати КМ в немонічній формі. Код операції записується у вигляді комбінації латинських літер, адреси або у вигляді десяткових чисел, або у вигляді назв точок призначення. Така форма запису використовується в сист. програмуванні.

Розрізняють 4 види адресації команд: 1) неявна адресація – коли адреси команд не задаються або задаються в неявній формі в коді операцій. 2) безпосередня адресація – при такій адресації в команді не задаються адреси, а задаються одразу дані над якими виконується команда. Найчастіше використовується при відлагоджені програм. 3) пряма адресація–при такій адресації після коду операцій задаються адреси тих комірок пам’яті, в яких знаходяться дані над якими проводяться операції, при чому спочатку надаються адреса приймача, а потім джерела, записуються такі адреси через кому. 4) Не пряма – після коду операції записуються адреси тих комірок пам’яті, де записані адреси інших комірок пам’яті, де зберігаються дані, при чому такі посилання з адреси в адресу можуть бути багаторівневі.

Набори команд мікропроцесора.

Для повної сумісності старших мікропроцесорів з сучасними розрізняють базові групи команд а додаткові групи команд набори яких поповнюються в процесі розвитку мікропроцесора: 1)Команди пересилки даних – призначені для пересилки даних між різноманітними пристроями збереження інформації. Розрізняють команди завантаження, пересилки та запису в пам’ять. 2)Арифметичні команди – виконання практично всіх арифметичних операцій в мікропроцесорі зводиться лише до додавання, деякі мікропроцесори можуть ще мати і віднімання, але не більше. 3) Логічні команди – такі команди, відповідають таким логічним операціям, які може здійснювати АЛП. 4) Команди переходу та виходу підпрограм – всі команди цієї групи після коду операції використовують адреси, за винятком лише однієї команди RET (повернення).

 

Пам’ять. Основні характеристи пам’яті. Класифікація.

Для архітектури сучасних систем характерна наявність єдиного адресованого простору в пам’яті. Частину цього простору складає оперативна пам’ять. З іншого боку під оперативною пам’яттю розуміють пам’ять, яка зв’язана з мікропроцесором через шину пам’яті. При роботі з пам’яттю використовується: час доступу до пам’яті (визначається організацією пам’яті та швидкодією опрацювання схем на яких вона побудована) та час циклу пам’яті (час між двома послідовними звертаннями до пам’яті). За побудовою пам’ять поділяють на статичну та динам. За енергоспоживанням розрізняють енергозалежну та енергонезалежу пам’ять. За технологією виготовлення: пам’ять на диполярних транзисторах і на основі технології КМОП.

Основні компоненти модулів пам’яті: адресні лінії; лінії введення-виведення даних; лінії розрядності; лінія, яка визначає запис або читання; контролери пам’яті; чіпи (матриці) пам’яті.

Розрізняють наступні адреси пам’яті: 1) логічні адреси. Форма запису логічних адрес залежить від типу ПЗ (в основному це є мови програмування). Кожна з мов програмування може по різному записувати адреси пам’яті; 2) фізична адреса – адреса. Яка фізично вказує на місце даних у пам’яті; 3) сегментова адреса – адреса. Яка використовується в реальному режимі мікропроцесора, являє собою пару двох шістнадцяткових чисел розділених «:». Перше число називається сегментом, друге – зміщенням. Використовується така адреса ОС реального режиму роботи для маніпулювання пам’яттю. 4)Віртуальна адреса пам’яті використовується в захищеному режимі роботи, записується аналогічно, проте перше число називається селектором, друге – зміщенням. На відміну від реального режиму роботи, де пам’ять являє собою єдиний адресований простір, пам’ять захищеного режиму поділяється на сторінки пам’яті по 16 КБ.

Типи ПЗП: ПЗП з масковим програмуванням; програмований ПЗП, програмний ПЗП здатний для стирання, електрично змінюваний ПЗП.

Прямий доступ до пам’яті. Контролер DMA

Існують випадки, колив системі необхідно перемістити велику кількість інформації з однієї області в пам’яті в іншу, або з одного пристрою зберігання в інший без її зміни. Теоретично будь-які подібні процеси повинен виконувати центральний мікропроцесор. На практиці для забезпечення переміщення великих об’ємів інформації використовують спеціальний мікропроцесор, який наз. контролер DMA. Тобто при необхідності переміщення інформації великого об’єму центральний мікропроцесор передає керування контролеру DMA. Який здійснює таке переміщення.

В роботі контролера DMA розрізняють два цикли: цикл очікування; та активний цикл. Кожен з циклів поділяється на ряд станів, кожен із станів займає одиничний період часу що наз. тіком. В процесі програм, контролеру задаються: адреси пам’яті для обміну, к-сть байтів, які передаються, напрям обміну.

Розрізняють декілька режимів контролера: режим одиночної передачі – за одну передачу передається одне слово; режим блочної передачі, в цьому режимі маскування каналу відбувається не після передачі кожного слова, а після передачі декількох слів, який наз. блоком; режим передачі по потребі це проміжний режим між двома попередніми: передача здійснюється до тих пір, поки активний сигнал запит на передачу.; каскадний режим роботи контролера: використ. в тих вип… коли система вимагає більше каналів DMA ніж здатний забезпечити один контролер.

Типи передач: 1. Пам’ять-пам’ять використовується для передачі блока даних з одного пристрою пом’яті в інший з використанням робочого регістру контролера як місця тимчасового зберігання слова даних, що передається. 2. Автозавантаження при передачі пам’ять в пам’ять канал маскується. При автозавантаженні такого маскування не відбувається, тобто для продовження передачі достатньо подати лише сигнал запит на передачу; 3. Передача в режимі фіксованих пріоритетів. Кожен з 4-х каналів контролера має власний пріоритет по обробці, нульовий канал має найвищий пріоритет обслуговування, а 3-й найнижчий; 4. Передача в режимі циклічного зміщення пріоритетів, тобто періодично через певні проміжки часу пріоритети можуть змінюватись, зміщуватись вверх, або вниз.

Основні регістри контролера DMA: 1) Регістр початку адреси –для збереження стартової адреси, з якої здійснюєтьсяя передача; 2) Регістр початку лічильника циклу – для збереження кількості циклів, які необхідні для здійсненн передачі; 3) Регістр поточної адреси – для збереження адреси, з якої в даний момент здійснюється передача; 4) Регістр поточного лічильника циклів – містить кількість циклів, які залишились до завершення передачі; 5) регістр режиму – задає режим роботи свого каналу; 6) Робочий регістр контролера - використовується в якості буферного регістра. 7) Робочий регістр адреси – для збереження поточної адреси того каналу, який на даний момент є активним; 8) Робочий регістр лічильника циклу – містить кількість циклів до завершення передачі активного каналу; 9) Регістр стану - відображає стани запитів та передач; 10) Регістр команд – керує роботою контролера; 11) Регістр масок - визначає які з каналів є маскованим і який демаскованим; 12) Регістр запитів – для відображення стану запитів на контролер.