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

Chia sẻ: Minh Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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.

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 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: Mã lệnh 000 đến 110 : I = 0 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ trực tiếp I = 1 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ gián tiếp (Indirect) Mã lệnh 111 I = 0 : Lệnh tham chiếu thanh ghi 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 T0: AR Å PC z Giai đoạn Tìm lệnh S2S1S0 = 010, LD (AR) = 1 z T0: AR Å PC T1: IR Å M[AR], PC Å PC + 1 z T1: IR Å M[AR], PC Å PC + 1 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
T0: AR Å PC z Xác định kiểu lệnh 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 T1: IR Å M[AR], (Nhắc lại) Các dạng mã lệnh PC Å PC + 1 Mã lệnh 000 đến 110 : Read (Mem) = 1, I = 0 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ trực tiếp S2S1S0 = 111, I = 1 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ gián tiếp (Indirect) LD (IR) = 1, Mã lệnh 111 INR (PC) = 1 I = 0 : Lệnh tham chiếu thanh ghi 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 r B11 : AC Å 0 nhớ 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] Tại T2 khi I = 0 z D0T4: DR Å M[AR] 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: Phải đưa dữ liệu vào thanh ghi z (Mã D2) LDA (nạp từ nhớ vào AC) Load Kết quả luôn được ghi vào AC z (Mã D3) STA (lưu AC vào bộ nhớ) Store 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 0 BSA 135 z Thay đổi thứ tự thực hiện lệnh 21 Lệnh sẽ th/hiện z (Mã D5) BSA (rẽ và lưu địa chỉ quay về) Branch and Store Address Để rẽ đến đoạn ch/trình (ch/trình con, thủ tục) z Lưu địa chỉ lệnh sẽ thực hiện kế (đang nằm 135 21 trong PC) vào vùng nhớ chỉ định (nằm ở đầu đoạn ch/trình con) 136 Ch/trình con z Chuyển th/hiện đến lệnh kế tiếp (đoạn ch/tr con) z Cuối đoạn ch/tr có lệnh nhảy không điều kiện với địa chỉ gián tiếp chứa tại vùng nhớ chỉ định z (Mã D6) ISZ (tăng và nhảy nếu bằng 0) 1 BUN 135 4b.4. Lệnh nhập xuất z VD thiết bị nhập: bàn phím, xuất: máy in z Cấu hình nhập xuất z Cách gửi / nhận thông tin: tuần tự z Đơn vị gửi / nhận : một ký tự (8 bit) z Dãy thông tin từ bàn phím được dịch vào INPR z Dãy thông tin cho máy in được lưu trong OUTR z INPR, OUTR liên lạc tuần tự với giao tiếp (cổng) truyền thông liên lạc song song với AC z (Hình 8.5) *** z Cơ chế nhập: z Cơ chế xuất: Cờ nhập: FGI (= 1 khi thông tin mới FGI Å 0 Cờ xuất: FGO (= 1 khi thông tin mới đã FGO Å 1 đã sẵn sàng trong th/bị nhập) sẵn sàng trong th/bị xuất) để đồng bộ tốc độ giữa th/bị nhập để đồng bộ tốc độ giữa th/bị xuất và và máy máy (Ban đầu FGI Å 0) Ban đầu FGO Å 1 Khi nhấn phím, mã ký tự (8 bit) 1 AC Å INPR Máy kiểm tra FGO = 1, th/tin chuyển 1 OUTR Å AC được dịch vào INPR FGI FGO FGO Å 0 song song từ AC vào OUTR FGO Å 0 FGI Å 1 FGO Å 0 0 0 Máy kiểm tra FGI = 1, INPR được OUTR xuất tuần tự ra thiết bị xuất, chuyển song song vào AC INPR
z Lệnh nhập xuất z Ngắt: z Chuyển thông tin vào ra AC z Khi nhập / xuất, máy duy trì việc kiểm tra bit cờ. z Kiểm tra các cờ Do khác biệt về tốc độ giữa máy và th/bị nhập xuất, cách z Điều khiển ngắt truyền thông này không hiệu quả. z Mã tác vụ: 1111 (D7 = 1 và I = 1) z Cách giải quyết: để th/bị báo cho máy khi sẵn sàng truyền z Xác định lệnh: IR (6 – 11) z Tính năng ngắt: khi cờ bật, máy tạm thời bị ngắt để xử lý nhập xuất Chu kỳ lệnh 0 1 Chu kỳ ngắt z Quy trình ngắt R z VD Minh họa chu kỳ ngắt (h 8.7) Cờ cho phép ngắt (IEN: Interrup Enable) Tìm lệnh, Giải mã lệnh Lưu địa chỉ Nếu IEN = 0, các quay về cờ (FGI, FGO) Nhập/xuất không thể ngắt máy 0 IEN Rẻ nhánh Nếu IEN = 1, máy Th/hiện 1 đến chương có thể bị ngắt lệnh trình ngắt 1 Dùng mạch lật ngắt R FGI Nếu R = 0, máy qua 0 IEN Å 0 chu kỳ lệnh 1 RÅ0 FGO 0 RÅ1 4