Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 4b - Huỳnh Tổ Hạp

Phần tiếp theo bài giảng "Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 4: Tổ chức bộ xử lý" cung cấp cho người học các kiến thức về quy trình thực hiện lệnh bao gồm: Chu kỳ lệnh, lệnh thanh ghi, lệnh bộ nhớ, lệnh nhập xuất. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 4b - Huỳnh Tổ Hạp Kiến thức bài trước Chương 4. z Tổ chức của máy tính Tổ chức bộ xử lý z Hệ thống bus, thanh ghi z Đơn vị điều khiển z Tập lệnh B. QUY TRÌNH Cấu trúc: THỰC HIỆN LỆNH Các dạng mã lệnh: ƒ Mã lệnh 000 đến 110 : ƒ I = 0 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ trực tiếp ƒ I = 1 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ gián tiếp (Indirect) ƒ Mã lệnh 111 ƒ I = 0 : Lệnh tham chiếu thanh ghi ƒ I = 1 : Lệnh nhập – xuất (Input / Output) 4b.1. Chu kỳ lệnh z Mỗi lệnh được thực hiện qua 1 chu kỳ lệnh z Lưu đồ z Gồm 1 dãy tiểu chu kỳ (pha, giai đoạn) chu kỳ z Tìm lệnh lệnh z Giải mã lệnh z Đọc địa chỉ hiệu dụng từ bộ nhớ (nếu lệnh có địa chỉ bộ nhớ) z Thực hiện lệnh z (Lặp cho đến khi thực hiện lệnh dừng HLT) Khởi đầu, PC được nạp địa chỉ đầu z Cài đặt giai đoạn Tìm lệnh tiên của chương trình. z Từ vi lệnh xác định các tín hiệu điều khiển (điều z Tìm và giải mã: khiển bus, các thanh ghi, bộ nhớ, ...) z SC xóa 0 tạo thời hiệu T0 VD: H 8.1: Cài đặt mạch điều khiển cho g/đ Tìm lệnh ƒ T0: AR Å PC z Giai đoạn Tìm lệnh ƒ S2S1S0 = 010, LD (AR) = 1 z T0: AR Å PC ƒ T1: IR Å M[AR], PC Å PC + 1 z T1: IR Å M[AR], PC Å PC + 1 ƒ Read (Mem) = 1, S2S1S0 = 111, LD (IR) = 1, INR (PC) = 1 z Giai đoạn Giải mã lệnh z T2: D0, ... D7 Å Giải mã IR (12 – 14), AR Å IR (0 – 11), I Å IR (15) 1 ƒ T0: AR Å PC z Xác định kiểu lệnh ƒ S2S1S0 = 010, z Sau khi giải mã lệnh, LD (AR) = 1 Tại thời điểm T3, đơn vị điều khiển xác định loại lệnh vừa đọc ƒ T1: IR Å M[AR], (Nhắc lại) Các dạng mã lệnh PC Å PC + 1 ƒ Mã lệnh 000 đến 110 : ƒ Read (Mem) = 1, ƒ I = 0 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ trực tiếp S2S1S0 = 111, ƒ I = 1 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ gián tiếp (Indirect) LD (IR) = 1, ƒ Mã lệnh 111 INR (PC) = 1 ƒ I = 0 : Lệnh tham chiếu thanh ghi ƒ I = 1 : Lệnh nhập – xuất (Input / Output) 4b.2. Lệnh (tham chiếu) thanh ghi z Nếu D7 = 1 z (Khi D7 = 1, I = 0) (mã tác vụ: 111) z Bit 0 - 11 xác định 1 trong 12 lệnh tham chiếu thanh ghi lệnh tham chiếu thanh z Bảng 8.1. Lệnh tham chiếu thanh ghi ghi / nhập xuất z Nếu D7 = 0 z VD: lệnh CLA (Clear AC) (mã tác vụ: 000 – 011) (D7 I’ T3 = r) lệnh tham chiếu bộ ƒ r B11 : AC Å 0 nhớ ƒ D7 I’ T3 B11 : AC Å 0 z Nếu I = 1: địa chỉ gián tiếp AR Å M[AR] 4b.3. Lệnh (tham chiếu) bộ nhớ z 7 lệnh bộ nhớ ứng với Di = 1 (i = 0 .. 6) z (Mã D0) AND (vào AC) z Địa chỉ hiệu dụng đặt trong AR Ý nghĩa: AC Å AC ∧ M[AR] ƒ Tại T2 khi I = 0 z D0T4: DR Å M[AR] ƒ Tại T3 khi I = 1 z D0T5: AC Å AC ∧ DR, SC Å 0 z Lệnh bộ nhớ bắt đầu tại T4 z (Mã D1) ADD (vào AC) z Chú ý: ƒ Phải đưa dữ liệu vào thanh ghi z (Mã D2) LDA (nạp từ nhớ vào AC) Load ƒ Kết quả luôn được ghi vào AC z (Mã D3) STA (lưu AC vào bộ nhớ) Store ƒ ALU chỉ có 2 đầu vào AC và DR z (Bảng 8.2) *** 2 z (Mã D4) BUN (rẽ không điều kiện) Branch Uncondition 20 ...