Микропроцессоры. Особенности архитектуры. Понятие о состоянии процессора (программы). Вектор слова состояния. Принципы организации системы прерываний, страница 3

RS – регистр признаков или регистр флагов. В нем формируются признаки результата операции, выполненной в АЛУ.

Регистр признаков 8-разрядный, формирует пять признаков (флагов).

S –  знак результата

S = 1 – результат отрицательный; S = 0 – результат положительный

Z – признак нулевого результата

Z = 1 – результат нулевой; Z = 0 – результат ненулевой.

AC – признак полупереноса или вспомогательный перенос. Фиксирует при сложении перенос из младшей тетрады в старшую.

АС = 1, если перенос был, АС = 0 , если переноса не было.

P – признак четности или паритет. Определяет, четное или нет число единиц в результате.

Р = 1 , если число единиц в результате четное;

Р = 0, если число единиц в результате нечетное.

С – признак переноса. Фиксирует перенос из старшего разряда.

С = 1, если перенос был

  С = 0, если переноса не было.

Функционирование МП происходит следующим образом.

1. Вся информация (программа, исходные данные, результаты) размещаются в памяти (в ОЗУ или ПЗУ).

2. Информация поступает в МП по шине данных.

3. Каждое внешнее или внутренне устройство имеет адрес или диапазон адресов.

4. При обращении к конкретному устройству МП выставляет на ША адрес этого устройства, на ШУ – признак обращения к этому устройству и обеспечивает выдачу информации на ШД.

Выполняя программу, МП обрабатывает команду за командой последовательно.

Алгоритм выполнения команды выглядит следующим образом.

Функционирование МП определяется исполняемыми командами.

Командный цикл – это время, необходимое для считывания из памяти и выполнения очередной команды. В зависимости от типа команды командный цикл может состоять из нескольких машинных циклов.

Машинный цикл (МЦ) – это время, в течение которого выполняются одна или несколько микроопераций.

Машинный цикл состоит из нескольких машинных тактов, число которых зависит от типа МП (обычно от одного до пяти). Количество машинных циклов определяется числом обращений к памяти или устройствам ввода-вывода

Типы машинных циклов:

1.  выборка кода команды (OF, Opcode  Fetch)

2.  чтение памяти (MR, memory read)

3.  запись в память ( MW, memory write)

4.  чтение стека  (SPR)

5.  запись в стек (SPW)

6.  чтение из внешнего устройства ( IOR, input-output read)

7.  запись во внешнее устройство (IOW, input-output write)

8.  подтверждение прерывания  (INA, Interrupt acknowledge)

9.  останов (Halt)

Можно сказать, что система команд МП – это совокупность микропрограмм, обеспечивающих выполнение всех его функций, а команда – действие, описанное микропрограммой.

Командный цикл начинается с выборки кода команды (МЦ OF).

Во всех командах первый МЦ М1(МЦ OF). В нем МП считывает первый байт кода команды. Далее могут быть один или два цикла чтения из памяти, либо один цикл чтения из памяти и цикл выполнения операции.

После выборки и декодирования первого байта кода команды могут потребоваться  дополнительные машинные циклы для ее выполнения, всего от 1 до 5 МЦ. Каждый МЦ состоит из машинных тактов, во время которых выполняются типовые действия. Число тактов в различных МЦ от 3 до 6.

Командный цикл может содержать от 4 до 18 машинных тактов.  Сигналы, реализующие тот или иной МЦ, вырабатываются устройством управления на основании информации, содержащейся в коде операции в первом байте кода команды.

Программная модель микропроцессора

Программная модель или регистровая структура.

Программной моделью называется совокупность регистров, доступных программисту, и используемых им при составлении программ на языке АССЕМБЛЕР или другом машинно-ориентированном языке.

Для МП программная модель выглядит следующим образом.

Понятие о состоянии процессора (программы). Вектор слова состояния.

При выполнении программы после каждого рабочего такта и после выполнения очередной команды изменяется содержимое регистров, счетчиков, состояние отдельных триггеров.  Т.е. можно говорить, что изменилось состояние процессора или состояние программы.