Цикл - команда
Cтраница 3
 |
Типовая структура микропроцессорной системы. [31] |
Генератор тактовых импульсов является источником последовательности прямоугольных импульсов. Он задает цикл команды - интервал времени, необходимый для считывания выборки команды из памяти и ее исполнения. Для некоторых микропроцессоров ( МП) не требуется внешний генератор тактовых импульсов: он содержится непосредственно в МП. [32]
Первый байт команды содержит код операции. Считанный в начале интервала выполнения команды, называемого циклом команды, ее первый байт поступает из памяти по внутренней шине данных в регистр команд, где хранится в течение всего цикла. Дешифратор кода операции дешифрует содержимое регистра команд - определяет характер операции и адреса операндов. Эта информация передается в УУ, которое вырабатывает управляющие сигналы, направляемые в блоки микропроцессора, участвующие в выполнении данной команды. [33]
Команда INC ( increment - прирастить) добавляет 1 к содержимому регистра или ячейки памяти, но в отличие от команды ADD не воздействует на флаг переноса CF. Команда INC удобна для приращения значений счетчиков в циклах команд. [34]
Микро-ЭВМ общего назначения за один цикл команды выполняет только одну операцию, например сложение двух чисел. Устройство, изображенное на рис. 3.20, за один цикл команды выполняет несколько операций; например, оно осуществляет ввод из АЦ-преобразователя, умножение на константу и запоминание нового значения в своей собственной внутренней памяти до поступления следующего тактового импульса, разрешающего выборку. Таким образом, такая микро - ЭВМ может осуществлять все три необходимые для реализации цифрового фильтра операции - запоминание, умножение на константу и сложение. [35]
 |
Запись чисел в десятичном, двоичном и шестнадцатеричном кодах. [36] |
ЭВМ используются обычно не одна, а две ( или больше) последовательности импульсов, соответствующим образом сфазированных между собой. Выполнение одной команды происходит за несколько машинных циклов, каждый машинный цикл содержит несколько периодов повторения импульсов ГТС. Цикл команды содержит две фазы: выборка и исполнение. [37]
Ввод информации связан с обращением к порту УВВ, в результате чего для выполнения команды ввода требуется добавить отдельный машинный цикл. В том случае, когда выполнение команды реализуется исключительно средствами ЦП, а необходимость обращения к памяти или УВВ отсутствует, выполнение команды может происходить в течение четвертого или, возможно, пятого состояния предшествующего машинного цикла. Следовательно, существует возможность реализации цикла команды за один машинный цикл. [38]
Рассмотрим основные типы структур микропроцессоров: кодо-и число-импульсные с жестким и гибким программированием. АЛУ выполняет подстановки по командам УУ. Микропрограммы заканчиваются ин-крементирующим сигналом, разделяющим циклы команд. Устройство управления выполняется на основе ПЗУ с набором фиксированных микропрограмм. Последовательность подстановок микропрограмм синхронизируется генератором импульсов. [39]
Он представляет собой генератор импульсов, формирующих одну или несколько последовательностей одинаковой частоты, но с различными фазами. В течение цикла синхронизации каждая фаза инициирует различные действия. Совокупность действий, реализуемых в течение выполнения команды, называется циклом команды. Так как одни команды требуют намного больше действий, чем другие, циклы команд подразделяются на циклы или состояния. Такое деление обычно связывается с количеством обращений в команде к памяти или ВВ, и часто вводится два уровня деления. [40]
Для определения времени выполнения команды нужно знать, какое число состояний содержится в цикле команды и чему равен период сигнала тактирования. Если при этом период сигнала тактирования равен 500 не, то цикл команды потребует 2 мкс; таким методом можно определить как время цикла любой команды, так и время, необходимое для выполнения всей программы. На рис. 9.1 6 приведен пример временной структуры цикла команды и составляющих его машинных циклов в привязке к сигналу тактирования. [41]
Рассмотрим основные принципы организации работы МП с точки зрения разбиения команд на последовательности микрокоманд. Время, необходимое для считывания команды из памяти и ее выполнения, называется циклом команды. [42]
Работа микропроцессорной системы в общих чертах заключается в следующей. Исходные данные и программа решения конкретной задачи введены ( изготовителем прибора или пользователем) в память системы. Процедура автоматического решения задачи ( обработки данных) включает ряд рабочих циклов, называемых циклами команды, которые повторяются до тех пор, пока яе будет выполнена вся совокупность команд программы. За время цикла команды производится выборка очередной команды из запоминающего устройства, введение ее в микропроцессор, определение вида операции и операндов, которые будут участвовать в данной операции, извлечение этих операндов из ОЗУ или внутренней памяти микропроцессора, вьгпол-ение операции, соответствующей ее коду в команде, направление в запоминающее устройство и помещение в нем результата исполненной операции. После проведения всех операций, предусмотренных программой, микропроцессорная система выдает результат решения задачи, который выводится через устройство вывода иа дисплей, печатающее устройство, графопостроитель, цифро-аналоговый преобразователь или блок запоминания цифровой информации. [43]
С диагностической программой ввода-вывода тесно связана и облегчает ее использование единая система стандартных программ доступа, под управлением которой все программы, требующие доступа к периферийным устройствам, осуществляют его с помощью предоставляемой им программы доступа. Программа доступа должна иметь возможность проверять выполнение затребованной операции ввода-вывода для заданных границ, области файла, которые могут изменяться запрашивающей программой. Эта проверка удлиняет процесс незначительно, лишь на время, потребное для выполнения минимального числа циклов команд, и может быть реализована довольно просто. Для ведения специального проверочного справочника необходимо только одно: когда программа принимается или утверждается для работы, в справочник программ доступа записываются верхние и нижние границы физических адресов, по которым может обращаться эта программа. Программа, используемая-впервые, делает запрос на ввод-вывод. Адреса загрузки стандартной программы доступа, запись в справочнике и адрес, указываемый при первом и каждом последующем запросе на ввод-вывод, проверяются с тем, чтобы гарантировать, что все они находятся в допустимых границах. Когда же какой-либо затребованный адрес выпадает из допустимых пределов, система, отказывается обслуживать запрос и уведомляет об этом оператора ЭВМ; все последующие запросы этой программы удовлетворяются, если они приемлемы. [44]
С диагностической программой ввода-вывода тесно связана и облегчает ее использование единая система стандартных программ доступа, под управлением которой все программы, требующие доступа к периферийным устройствам, осуществляют его с помощью предоставляемой им программы доступа. Программа доступа должна иметь возможность проверять выполнение затребованной операции ввода-вывода для заданных границ, области файла, которые могут изменяться запрашивающей программой. Эта проверка удлиняет процесс незначительно, лишь, на время, потребное для выполнения минимального числа циклов команд, и может быть реализована довольно просто. Программа, используемая впервые, делает запрос на ввод-вывод. Адреса загрузки стандартной программы доступа, запись в справочнике и адрес, указываемый при первом и каждом последующем запросе на ввод-вывод, проверяются с тем, чтобы гарантировать, что все они находятся в допустимых границах. Когда же какой-либо затребованный адрес выпадает из допустимых пределов, система отказывается обслуживать запрос и уведомляет об этом оператора ЭВМ; все последующие запросы этой программы удовлетворяются, если они приемлемы. [45]
Страницы: 1 2 3 4