Mikroprocesory
I Klasyfikacja mikroprocesorów
II architektura mikroprocesorowa
III Organizacja wejścia / wyjścia w systemie mikroprocesorowym
IV Pamięć mikroprocesora
V Projektowanie systemów mikroprocesorowych
Architektura mikroprocesorowa
System dowodzenia
Konstrukcja systemu poleceń ma wpływ na strukturę komputera. Optymalny system poleceń jest czasami definiowany jako zestaw poleceń, który spełnia wymagania aplikacji zorientowanych na problemy w taki sposób, że redundancja sprzętu i sprzętu oraz oprogramowania do implementacji rzadko używanych poleceń jest minimalna. W różnych programach komputerowych częstotliwość pojawiania się poleceń jest inna; Na przykład, zgodnie z danymi firmy DEC w programach komputerowych rodziny PDP-11, zespół transmisji MOV (B) jest najpowszechniejszy, odpowiadając za około 32% wszystkich poleceń w typowych programach. System poleceń należy wybrać w taki sposób, aby koszty rzadko używanych poleceń były minimalne.
W obecności danych statystycznych można opracować (wybrać) komputer ze skutecznym systemem poleceń. Jednym z podejść do osiągnięcia tego celu jest opracowanie zespołów o długości jednego słowa i kodowanie ich w taki sposób, aby optymalnie wykorzystać rozładowania takich krótkich poleceń, co skróci czas wdrożenia programu i jego długość.
Innym podejściem do optymalizacji systemu poleceń jest użycie mikroinstrukcji. W tym przypadku poszczególne bity lub grupy bitów instrukcji są wykorzystywane do kodowania kilku podstawowych operacji, które są wykonywane w jednym cyklu polecenia. Te podstawowe operacje nie wymagają dostępu do pamięci, a kolejność ich implementacji jest określona przez logikę sprzętową.
Redukcja czasu wykonywania programu i pojemności pamięci uzyskuje się poprzez zwiększenie złożoności logiki sterowania.
Ważną cechą polecenia jest jego format, który definiuje elementy strukturalne polecenia, z których każde jest interpretowane w pewien sposób podczas jego wykonywania. Wśród takich elementów (pól) polecenia obejmują: kod operacji, który określa akcję, która ma zostać wykonana; adres komórki pamięci, rejestr procesora, urządzenie zewnętrzne; tryb adresowania; operand wykorzystujący adresowanie bezpośrednie; kod analizowanych funkcji do instrukcji skoku warunkowego.
Klasyfikację zespołów według głównych cech przedstawiono na ryc. 2.4. Najważniejszym elementem strukturalnym formatu każdego zespołu jest kod operacji (COP), który określa działanie, które należy wykonać. Duża liczba CPC w procesorze jest bardzo ważna, ponieważ implementacja sprzętowa poleceń oszczędza pamięć i czas. Ale wybierając komputer, należy skupić się na kompletności operacji z określonymi typami danych, a nie tylko na liczbie poleceń, w dostępnych trybach adresowania. Liczba bitów przydzielonych do CPC jest funkcją pełnego zestawu zaimplementowanych poleceń.
Rys. 2.4. Klasyfikacja drużynowa.
Kiedy używasz stałej liczby bitów w CPC do kodowania wszystkich poleceń m, konieczne jest przydzielenie cyfr binarnych w polu CPC. Jednakże, biorąc pod uwagę ograniczoną długość słów mini- i mikrokomputerów, różne funkcjonalne przeznaczenie poleceń, źródeł i odbiorników wyników działania, a także fakt, że nie wszystkie polecenia zawierają część adresową dostępu do pamięci i urządzeń peryferyjnych, zasada ta jest szeroko stosowana w małych komputerach. zmienne kodowanie bitów pod polem CPC dla różnych grup poleceń.
W niektórych poleceniach potrzebny jest tylko jeden operand i są one nazywane poleceniami jednoprocesorowymi (lub unicastowymi), w przeciwieństwie do komend dwuprocesorowych (lub dwuadresowych), które wymagają dwóch operandów. Jeśli są dwa operandy, polecenie zwykle zmienia tylko jeden z nich. Ponieważ informacja jest pobierana tylko z jednej komórki, ta komórka jest nazywana źródłem; komórka, której zmiana zawartości nazywana jest odbiornikiem.
Poniżej znajduje się format polecenia procesora CM o dwóch adresach (dwóch operandach).
Procesory CM w formacie poleceń:
a) polecenie dwóch adresów;
b) polecenie unicast.
Przykłady kodowania poleceń dwóch adresów w procesorach CM
CPC Team Mnemonic Comment 0001
0010
0110
1110 MOV
CMP
DODAJ
SUB
Transfer danych
Porównanie
Dodawanie
Odejmowanie 0000
1000 -
- Kodowanie grupowe
komendy emisji pojedynczej
Czterobitowy CPC (bity 15–12) koduje serię operacji dwuargumentowych przedstawionych w tabeli 1. Bity (11–6) i (5–0) dla poleceń tego typu określają adresy źródłowe i docelowe danych. Jak widać z tabeli, kombinacje 0000 i 1000 pola CPC definiują grupy poleceń emisji pojedynczej (Rysunek 1, b). KOP 1 (bity 15-12), odpowiadające kodom 0000 i 1000, definiuje grupę poleceń emisji pojedynczej, a KOP 2 (bity 11-6) koduje określoną operację poleceń tej grupy. Zatem instrukcje używające jednego argumentu są kodowane z 10-bitowym CPC (bity 15-6).
Najbardziej elastyczne polecenie wymaga do czterech operandów. Na przykład polecenie dodawania może wskazywać adresy terminów, adres wyniku i adres następnego polecenia. Jeśli adres jest ustawiony na 16 bitów, to polecenie czterech instrukcji zajmuje 8 bajtów pamięci, nie uwzględniając kodu operacji. W rezultacie otrzymujesz komputer wolno poruszający się z ogromną pamięcią. Dlatego w większości mikrokomputerów każdy zespół wymaga nie więcej niż dwóch argumentów. Osiąga się to za pomocą następujących technik:
1. Adres następnego polecenia jest wskazany tylko w zespołach przejścia; w innych przypadkach następne polecenie jest wybierane z komórek pamięci po wykonaniu polecenia.
2. Używając komórki, w której znajduje się jeden z operandów, aby zapisać wynik (na przykład suma jest przechowywana w komórkach pierwszego argumentu).
Lokalizacja i dostęp do operandów zapewniają tryby adresowania. Przy wprowadzaniu wielu trybów adresowania konieczne jest przypisanie bitów w poleceniu, które wskazują tryby adresowania dla każdego argumentu. Jeśli dostępnych jest osiem trybów adresowania, każdy z nich wymaga trzech bitów.
W prawie wszystkich formatach poleceń pierwsze bity są przypisywane do kodu operacji, ale wtedy formaty poleceń różnych komputerów znacznie się od siebie różnią. Pozostałe bity muszą definiować argumenty lub ich adresy, a zatem są używane do kombinacji trybów, adresów rejestrów, adresów pamięci, adresów względnych i bezpośrednich argumentów. Zazwyczaj długość polecenia waha się od 1 do 3, a nawet 6 bajtów.
Zgodnie z formatem zespołów możesz ocenić możliwości komputera.
<<< Treść >>>