Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 3 - Huỳnh Tổ Hạp

Chia sẻ: Minh Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

46
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 3: Kiến trúc tập lệnh - Vi tác vụ" cung cấp cho người học các kiến thức: Vi tác vụ thanh ghi, vi tác vụ số học, vi tác vụ dịch, ALU. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 3 - Huỳnh Tổ Hạp

3.0. Mở đầu Chương 3. z Vi tác vụ: tác vụ xử lý dữ liệu lưu trên thanh ghi. Kiến trúc tập lệnh z Kết quả là thay thế dữ liệu đã lưu hoặc chuyển sang thanh ghi khác z Có 4 loại vi tác vụ: VI TÁC VỤ z Vi tác vụ thanh ghi chuyển thông tin từ thanh ghi này sang th/ghi khác z Vi tác vụ số học Thực hiện phép tính số học với dữ liệu số trên thanh ghi z Vi tác vụ luận lý Thực hiện các tác vụ thao tác bit với dữ liệu phi số trên thanh ghi z Vi tác vụ dịch Thực hiện các tác vụ dịch dữ liệu trên thanh ghi 3.1. Vi tác vụ thanh ghi Chuyển thông tin nhị phân từ thanh ghi này sang th/ghi khác. z Tác vụ truyền từ z Ký hiệu mô tả dãy vi tác vụ: thanh ghi sang z Mệnh đề (vi lệnh) chuyển thông tin thanh ghi (hình R2 Å R1 6.2) z Mệnh đề If – then If (P = 1) then (R2 Å R1) P: R2 Å R1 Ký hiệu Diễn giải Ví dụ Chữ (và số) Thanh ghi MAR, R2 Ngoặc ( ) Một phần thanh ghi R2 (0 – 7), R2 (L) Mũi tên Chuyển thông tin R2 Å R1 Dấu phẩy Hai tác vụ riêng R2 Å R1, R1 Å R2 z Đặt thanh ghi lên Bus: VD: Hệ thống Bus dùng cho 4 thanh ghi 4 bit (h 6.3) Hệ thống Bus dùng cho k th/ghi n bit sẽ có n mạch dồn k – 1. z Truyền qua bus z Bus: tập các đường truyền dẫn tín hiệu Thường dùng bus cho chung mọi thanh ghi Tín hiệu điều khiển sẽ xác định thanh ghi nào được truyền 1
z Truyền từ Bus vào thanh ghi: nối Bus với đường nhập của thanh ghi và có tín hiệu nạp. Truyền từ thanh ghi C sang thanh ghi R1: Bus Å C, R1 Å Bus z Bus 3 trạng thái z Có thể tạo Bus bằng cổng 3 trạng thái thay cho mạch dồn z Cổng 3 trạng thái: bổ sung tr/thái thứ 3: trở kháng cao, ngõ ra bị ngắt z Thường dùng cổng đệm để thiết kế Bus (h 6.4) z Bus dùng cổng đệm 3 trạng thái thay cho mạch dồn (h 6.5) (So sánh với dùng mạch dồn) z Truyền qua bộ nhớ z Truyền thông tin từ một từ nhớ ra ngoài: tác vụ Đọc z Đưa thông tin từ ngoài vào bộ nhớ: tác vụ Ghi z Ký hiệu: Từ nhớ có địa chỉ lưu trong thanh ghi AR: M[AR] z VD: Đọc / Ghi bộ nhớ với địa chỉ chứa trong th/ghi AR, với thanh ghi DR Tác vụ Đọc: Read: DR Å M[AR] Tác vụ Ghi: Write: M[AR] Å DR 2
3.2. Vi tác vụ số học z Mạch cộng trừ nhị phân z Thêm cổng XOR. z Thực hiện phép tính số học với dữ liệu số trên thanh ghi z Khi M = 0, cộng. Khi M = 1, trừ (h 6.7) z Mạch cộng nhị phân z (Yêu cầu giải thích) z Dùng mạch toàn cộng (h 6.6) z Mạch tăng nhị phân z Mạch số học z Có thể dùng mạch đếm z Dùng mạch cộng song z Tăng 1 cho thanh ghi: song (h 6.9) Mạch tăng nhị phân (dùng mạch nửa cộng) (h 6.8) 3.3. Vi tác vụ luận lý z Thực hiện các tác vụ thao tác bit với dữ liệu phi số trên thanh ghi z Mạch thực hiện vi z Có 16 tác vụ luận lý khác nhau thực hiện trên 2 bit nhị phân tác vụ luận lý (b 6.6) z Chỉ cần các cổng AND, OR, XOR, NOT (h 6.10) 3
3.4. Vi tác vụ dịch z Ứng dụng: z Thực hiện các tác vụ dịch dữ liệu trên thanh ghi z Vi tác vụ luận lý cho phép thao tác riêng từng bit hoặc một phần z Dùng để truyền tuần tự dữ liệu của thanh ghi hoặc phối hợp với tác vụ số học, luận lý và tác vụ khác z Tác vụ Chọn đặt (thiết lập có chọn lựa): z Dịch luận lý (shl / shr : shift) đặt 1 vào các bit trong A tương ứng với vị trí các bit 1 trong B: AÅA∨B z Chuyển 0 qua ngõ nhập dãy z A 1010 z Dịch vòng / quay (cil / cir : circular shift) B 1100 A 1110 z Quay vòng các bit ở 2 đầu thanh ghi (nối ngõ xuất dãy với ngõ nhập dãy) z Tác vụ Chọn bù z Tác vụ Chọn xóa z Dịch số học (ashl / ashr : arithmetic shift) z Tác vụ Mặt nạ z Khi thanh ghi lưu 1 số nhị phân có dấu z Tác vụ Thay (đưa trị mới vào nhóm bit) z Dịch trái: nhân đôi - Dịch phải: chia đôi z Khi dịch phải, bit dấu được bảo toàn. VD: 1000 (-8) Æ 1100 (-4) z Khi dịch trái, tràn nếu R n – 1 ≠ R n – 2 3.5. ALU z Mạch dịch z Đơn vị luận lý – số học (Arithmetic Logic Unit) z Có thể dùng z Thay vì dùng các thanh ghi riêng để thực hiện các vi thanh ghi dịch 2 chiều nạp song tác vụ song. Dùng các thanh ghi lưu trữ nối với 1 đơn vị thao tác z Dùng mạch tổ chung: ALU hợp cho tác vụ z Để thực hiện 1 vi tác vụ, nội dung th/ghi được đưa vào dịch sẽ tốt hơn ngõ nhập ALU, ALU thực hiện xong tác vụ, chuyển kết z VD: Mạch dịch quả cho th/ghi đích. tổ hợp 4 bit (h 6.12) z Các tác vụ của ALU (b 6.8) 8 tác vụ số học: với S3S2 = 00 4 tác vụ luận lý: với S3S2 = 01 2 tác vụ dịch: với S3S2 = 10 và 11 z Một phần của ALU (h 6.13) 4
Bài tập z BT 48, 49, 50, 51 (trang 92) 5