Цикл виконання команди ( на прикладі запам'ятовувального пристрою МК
х51)
Цикл виконання команди складається з таких кроків:
1. Читання коду з ПЗП за
адресою з PC (з наступним інкрементуванням PC);
2. Читання операндів команди;
3. Виконання команди;
4. Збереження результатів (після цього PC вказує на наступну команду).
Цикл виконання різних команд займає від 1 до 10 тактів. Період
такту дорівнює 12 коливанням кварцового резонатора
(при Чрез = 12
МГц період такту дорівнює 1 мкс).
´Цикл команди — інтервал часу, необхідний для вибірки команди з пам'яті та її виконання. Він складається з одного або кількох машинних циклів, їх кількість, як правило, дорівнює кількості звернень МП до пам'яті чи одного з ПВВ
(пристрій вводу/виводу ).
´Цикл команди поділяється на дві фази: фаза вибірки і фаза виконання.
´Фаза вибірки — пристрій задає початок чергового циклу, надсилає сигнал, за яким число, що знаходиться в лічильнику команд, передається в буферний регістр адреси.
´Фаза виконання — пристрій керування генерує послідовність сигналів, необхідну для виконання команди. За цей час дані лічильника збільшуються на одиницю. Цим формується адреса наступної виконуваної команди.
´Зчитування чи запис слова відбувається протягом певного інтервалу часу, який називають часом
доступу. Інтервал часу, що витрачається на звернення до пам'яті та одержання від неї сигналу готовності, називається циклом очікування готовності.
´Машинний цикл — частина команди (інколи повністю команда). З
початком кожного машинного циклу на виводі синхронізації МП виникає сигнал синхронізації. Він передається в запам'ятовуючий пристрій (ЗП) чи пристрій вводу/виводу (ПВВ) і «сповіщає» про початок
нового машинного циклу, в результаті чого досягається узгодження в часі дії цих пристроїв з роботою МП.
МП розроблена безліч способів звертання до пам'яті, називаних режимами адресації
Режим адресації пам'яті – це процедура
або схема перетворення адресної інформації про операнда
на його виконавчу адресу.
*код
операції
(КОп)
Усі способи адресації пам'яті можна поділити на:
´1 Неявну адресацію: адреса джерела й приймача зазначені в команді неявно (вони убудовані в команді MOV A, B).
´2 Безпосередню адресацію: адреса
команди є безпосередньою частиною самої команди, за
кодом операції записані дані, які надає програміст при запису команди.
´3 Пряму адресацію: 1-й байт –
код операції, 2-й байт –
адреса, звідки беруться дані, 3-й байт – куди записується результат.
´4 Регістрову адресацію: схожа
на неявну, де адреси регістрів є частиною команди.
´5 Непряму адресацію: у комірці, адреса якої визначається як частина команди, визначається адреса
операнда, комірка може бути регістром, отже, регістр непрямої адресації або комірка пам'яті.
´6 Базову адресацію: адреса утвориться в результаті додавання вмісту комірки пам'яті і регістра з певним числом,
використається з
непрямою адресацією, застосовна до масивів або для переміщення програми в пам'яті.
´7 Індексну адресацію: декремент
адреси, коли
МП звертається до суміжних або рівно розподілених адрес, досягається шляхом послідовного зменшення адреси або шляхом
додатка до фіксованої адреси числа,
на якому відбувається інкремент або декремент;
індексування в
основному застосовується для послідовної адресації елементів масиву.
´8 Автоінкремент: автоматичне збільшення або зменшення адреси на 1.
´9 Адресацію базової сторінки: різновид непрямої адресації, коли зазначена адреса є адресою комірки в сторінці, а вміст комірки являє собою потрібну адресу.
´10 Відносну адресацію: адреса
дорівнює сумі числа
й поточного вмісту програмного лічильника, число –
адреса операнда щодо команди й звичайно є частиною команди, але може втримуватися в робочому регістрі.
´Практично будь-яка розвита
мікропроцесорна
система (у тому числі
і комп'ютер)
підтримує
три основних
режими
обміну
магістраллю:
•програмний
обмін
інформацією;
•обмін
з використанням
переривань
(Interrupts);
•обмін
з використанням
прямого доступу до пам'яті
(ПДП, DMA
- Direct Memory Access).
´Програмний обмін інформацією є основним у будь-якій мікропроцесорній системі. Він передбачений завжди, без нього неможливі інші режими обміну. У цьому режимі процесор є одноособовим ведучим (або задатчиком, Master) системної магістралі. Всі операції (цикли) обміну інформацією в даному випадку ініціюються тільки процесором, усі вони виконуються строго в
порядку, запропонованому програмою, яка виконується.
´Обмін з використанням переривань використовується тоді, коли необхідна реакція мікропроцесорної системи на якусь зовнішню подію, на прихід зовнішнього сигналу. У випадку комп'ютера зовнішньою подією може бути, наприклад, натискання на клавіші клавіатури або прихід локальною
мережею пакета даних.
•Прямий доступ до пам'яті (ПДП, DMA) - це режим, що принципово відрізняється від двох раніше розглянутих режимів тим, що обмін системною
шиною йде без участі процесора.
•
Операція ПДП зводиться до пересилання інформації з пристрою
вводу/виводу в пам'ять або з пам'яті в пристрій вводу/виводу. Коли пересилання інформації буде
завершено, процесор знову повертається до перерваної програми, продовжуючи її з того місця, де його перервали
