Микропрограмма выполнения двухадресной команды. Структура операционной части ЦП.

Способы адресации: первый операнд – регистровая адресация;

второй операнд – базово-индексная адресация.

Запись результата записывается на место первого операнда.

 

ОП

Чт

 

А1 А2

 

+n

 

 

Чт

 

Зп

А1 – информация об адресе первого операнда.

А2 – информация об адресе второго операнда.

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

Ai

В адресном поле команды задаётся номер РОНа, в котором хранится адрес ячейки ОП, где находится операнд.

 

 

Адрес операнда операнд

Ri

 

 

Выполнение команд безусловного перехода формата R-R.

А1 А2

М – маска.

R2 – кодируется номер РОНа, в котором хранится адрес перехода.

Go to L.

1 этап. Выбор машинной команды.

Аналогично.

2 этап. Дешифрация.

3 этап. Формирование исполнительного адреса и выбор операндов.

РАРП = РК (R2) – выбираем адрес перехода.

РЧРП = Чт (РАРП)

СчК = РЧРП – выбран адрес, по которому надо передать управление.

ОП

Чт

 

РК

 

+n

 

 

Чт

 

Зп

 

 

Выполнение команд условного перехода.

If A>B go to L.

Разбиваем на 2 команды:

1. A-B – АЛУ:

• что больше: А или В, т.е. в АЛУ фиксируется результат выполняемой команды (0,+,-)

2.команда перехода

• в поле маски кодируется то условие, на которое мы проверяем; поле маски сравнивается с признаками, триггерами в АЛУ.

Если произошло совпадение, то переход должен осуществляться по адресу, хранящемуся в РОНе, номер которого находится в поле R2.

 

 

Раздел 4. Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

Организация АЛУ

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) (англ. arithmetic and logic unit, ALU) — блок процессора, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными, представляемыми в виде машинных слов, называемыми в этом случае операндами. Предназначено для непосредственной обработки информации над числами с фиксированной и плавающей точкой, выполнения логических операций, преобразования текстовых данных, выполнения операций двоично-десятичной арифметики.

Классификация АЛУ:

· Одноразрядные (для последовательного кода, в основе лежит одноразрядный сумматор);

· Многоразрядные (для параллельного кода, в основе лежит многоразрядный сумматор);

 

· Однофункциональные (отдельный блок АЛУ предназначен для отдельной операции);

· Многофункциональные (одна и та же аппаратура предназначена для выполнения различных операций (+, -, *, /).

Выполнение операций в АЛУ для чисел с фиксированной точкой

АЛУ для выполнения операций сложения и вычитания над числами с фиксированной точкой

Пример

x-y

5-3

Прямой код 5=0.0101,

3=0.0011

Дополнительный код (-3)=1.1101

0.0101 1.1101 0.0010

 

 

Структурная схема АЛУ

 

При выполнение операции вычитания x-y, уменьшаемое x подается на регистр РВ, вычитаемое y подается на регистр Р1. Чтобы получить дополнительный код y информация с Р1 на РА записывается в обратном коде, то есть инвертируется (снимается информация с инверсных выходов регистра Р1 при перезаписи).

В сумматоре складывается содержимое РА и РВ и прибавляется 1 к младшему разряду.

Таким образом, в сумматоре к уменьшаемому x прибавляется дополнительный код вычитаемого y. На регистре РС фиксируется результат выполненной операции, который затем по шине выхода записывается в память (либо в ОП, либо в РОНы). На признаковых триггерах фиксируется Т-признак - результат выполненной операции, то есть больше, меньше или равно нулю, или переполнение (См. «Условный переход»).

При выполнение операции сложения на регистры РВ и Р1 заносятся два слагаемых. На РА с Р1 вычитаемое y передается без изменения. В АЛУ суммируются два числа РА и РВ (1 не прибавляется к младшему разряду в сумматоре), результат заносится на РС и признаковые триггера.