Шинная организация микропроцессорных систем- с одной шиной, с дв. Программа для эвм это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке

• Название: Программа для эвм это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке
• Дата: 16.04.2023
• Размер: 1.97 Mb.
• Имя файла: Шинная организация микропроцессорных систем- с одной шиной, с дв.docx
• Тип: Программа; #1065457
• страница: 22 из 40

33.Регистровая архитектура микропроцессоров.

Микропроцессор с архитектурой данного типа включает в себя массив регистров (регистровый файл), известных как регистрыобщегоназначения(РОН). В микропроцессоре отсутствует специальный регистр данных, выполняющий функции аккумулятора. Функции аккумулятора выполняет один из регистров общего назначения (рис. 49).

Рисунок 49 – Архитектура микропроцессора на базе регистров общего назначения

Размер регистров обычно фиксирован и совпадает с размером машинного слова. К любому регистру можно обратиться, указав его номер. Количество РОН в архитектурах типа CISC обычно невелико (от 8 до 32), и для представления номера конкретного регистра необходимо не более пяти разрядов, благодаря чему в адресной части команд обработки допустимо одновременно указать номера двух регистров или номер регистра и адрес памяти. RISC-архитектура предполагает использование существенно большего числа РОН (до нескольких сотен). Однако типичная для таких микропроцессоров длина команды (обычно 32 разряда) позволяет определить в команде до трех регистров (двух регистров операндов и регистра результата).

Регистровая архитектура допускает расположение операндов в одном из двух пространств: основной памяти или регистрах. С учетом возможного размещения операндов в рамках регистровых архитектур выделяют три типа команд обработки:

-регистр-регистр;

-регистр-память;

-память-память.

В варианте «регистр-регистр» операнды могут находиться только в регистрах. В них же засылается и результат. Вариант

«регистр-память» предполагает, что один из операндов размещается в регистре, а второй в основной памяти. Результат обычно замещает один из операндов. В командах типа «память-память» оба операнда хранятся в основной памяти. Результат заносится в память. Вариант «регистр-регистр» является основным в микропроцессорах типа RISC. Команды типа «регистр-память» характерны для CISC-микропроцессоров. Ввариант «память-память» считается неэффективным, и в микропроцессорах не используется.

Операции загрузки регистров из памяти и сохранения содержимого регистров в памяти идентичны таким же операциям с аккумулятором. Отличие состоит в этапе выбора нужного регистра, обеспечиваемого соответствующими селекторами. При этом между АЛУ и регистровым файлом должны быть, по крайней мере, три шины.

Выполнение операции в АЛУ включает в себя:

-выбор регистра первого операнда;

-определение расположения второго операнда (память или регистр);

-подачу на вход АЛУ операндов и выполнение операции;

-выбор расположения результата и занесение в него результата операции из АЛУ.

В качестве двух операндов, поступающих в АЛУ, могут использоваться операнды, хранящиеся в любых РОН, или одним из операндов может быть операнд, считываемый из основной памяти. Результат операции, выданный АЛУ, записывается в РОН или в основную память.

При адресации в команде, выполняющей операцию в АЛУ, указываются два адреса операндов, т.е. команды являются

двухадресными(рис. 50).
Рисунок 50 – Формат двухадресной команды

Обычно первый адрес указывает только на регистр общего назначения, а второй адрес может указывать как на регистр общего назначения, так и на основную память. Результат операции обычно записывается по первому адресу, однако более удобной считается система, позволяющая выборочно производить запись как по первому, так и по второму адресу.

В этом случае возможны четыре способа передачи данных:

 (РОН1) * (РОН2) --> РОН1;

 (РОН1) * (РОН2) --> РОН2;

(РОН) * (Память) --> РОН;

(РОН) * (Память) --> Память.

К достоинствам регистровой архитектуры следует отнести: компактность получаемого кода, высокую скорость вычислений за счет замены обращений к основной памяти на обращения к быстрым регистрам. С другой стороны, данная архитектура требует

более длинных инструкций по сравнению с аккумуляторной архитектурой. В целом регистровая архитектура имеет более высокую эффективность, поэтому именно она в основном используется в современных универсальных микропроцессорах.