Аккумулятор (регистр процессора). Аккумулятор регистр


аккумулятор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Регистр-аккумулятор

Cтраница 1

Регистр-аккумулятор, обычно называемый просто аккумулятором ( встречается также название накопитель), предназначен для временного хранения операнда или промежуточного результата арифметических и логических операций, производимых АЛУ. При выполнении какой-либо операции с двумя операндами в этом регистре содержится один из используемых операндов, а после выполнения операции - ее результат. Разрядность регистра равна разрядности информационного слова.  [1]

Кроме того, устройство содержит еще регистр-аккумулятор ( НОАк), накапливающий результат выполнения операций арифметическо-логическим устройством. Для сокращения числа органов управления информация в ЭВМ вводится в последовательном коде.  [3]

Безадресная машина использует стек, одноадресная машина использует регистр-аккумулятор, а оставшиеся две имеют 16 регистров и команды, которые оперируют со всеми комбинациями ячеек памяти и регистров.  [4]

При этом, как правило, только этот регистр-аккумулятор может участвовать во всех операциях, только через него может производиться взаимодействие с устройствами ввода / вывода. Например, в процессоре 8086 регистр данных АХ можно считать своеобразным аккумулятором, так как именно он обязательно участвует в командах умножения и деления, а также только через него можно пересылать данные в устройство ввода / вывода и из устройства ввода / вывода. Выделение специального регистра-аккумулятора упрощает структуру процессора и ускоряет пересылки кодов внутри процессора, но в некоторых случаях замедляет работу системы в целом, так как весь поток информации должен пройти через один регистр-аккумулятор. В случае, когда несколько регистров процессора полностью взаимозаменяемы, таких проблем не возникает.  [6]

Микропроцессор в основном состоит из таких регистров, как регистр-аккумулятор, регистры общего назначения и регистр команд. В микро - ЭВМ, обрабатывающей слова длиной 8 бит, эти регистры содержат каждый по восемь триггеров, что и создает возможность хранения 8-битных слов.  [7]

В состав микропроцессора входят: арифметико-логическое устройство, схема управления и синхронизации, регистр-аккумулятор, сверхоперативное запоминающее устройство, программный счетчик, адресный стек, регистр команд и дешифра-юр м1 ий операции.  [8]

В общем случае в состав МП входят: арифметическое и логическое устройства, схема управления и синхронизации, регистр-аккумулятор, оперативное запоминающее устройство ( ОЗУ), программный счетчик, адресный стек, регистр команд и дешифратор кода операций, схема управления памятью и вводом-выводом.  [9]

Следующие поля обеспечивают соединение входа ячейки R2 с выходом предыдущей ячейки R1 и выходом АЛУ I, входа ячейки Ml с выходом предыдущей ячейки МО и выходом регистра S, запись переноса в ячейку L и выходного сигнала АЛУ 2 в регистр-аккумулятор.  [10]

На рис. 10.2 приведена более подробная структурная схема однокристального МП. Здесь блок внутренних регистров содержит регистры общего назначения и специальные регистры: регистр-аккумулятор, буферный регистр адреса, буферный регистр данных, счетчик команд, регистры команд, стека, признаков.  [11]

Обращает на себя внимание ставший стандартным в современной архитектуре ЭВМ прием организации сверхоперативной регистровой памяти в виде блока адресуемых ( короткими адресами) общих регистров, допускающих многоцелевое использование - для хранения операндов, результата операции, в качестве базовых, индексных регистров и указателей стеков. В машинах с коротким словом, вынуждающим прибегать к одноадресным командам, один из общих регистров выделяется в качестве аккумулятора - регистра, в котором находится один из операндов и в который помещается результат операции. Регистр-аккумулятор в явном виде в команде не адресуется - используется подразумеваемая адресация.  [12]

Обращает на себя внимание ставший стандартным в современной архитектуре ЭВМ прием организации сверхоперативной регистровой памяти в виде блока адресуемых ( короткими адресами) общих регистров, допускающих многоцелевое использование, - для хранения операндов, результата операции, в качестве базовых, индексных регистров и указателей стеков. В машинах с коротким словом, вынуждающим прибегать к одноадресным командам, один из общих регистров выделяется в качестве аккумулятора - регистра, в котором находится один из операндов и в который помещается результат операции. Регистр-аккумулятор в явном виде в команде не адресуется - используется подразумеваемая адресация.  [13]

Регистры-аккумуляторы используются для временного хранения операндов и результатов операций над числами. Кроме того, регистры AGO, AC1, АС2, АСЗ применяются для информационного обмена между ППЗ, с одной стороны, и РОНами микропроцессора или основной памятью, с другой стороны. Каждый регистр-аккумулятор имеет 64 бит, причем в операциях над 32-битовыми числами используются лишь старшие 32 бит аккумулятора.  [14]

Схемы всех последующих устройств и блоков рассматривались выше. Арифметико-логическое устройство ( АЛУ) может быть различной сложности, основные операции, выполняемые им, - сложение, вычитание, сдвиг данных на любое число разрядов вправо или влево. С АЛУ выходная информация поступает на регистр-аккумулятор для запоминания, а также для выполнения простых и цикличных сдвигов.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

МПС / МПС лек / 1 МП

АЛУ

АЛУ выполняет первую функцию микропроцессора - обработку данных, их вычисление и перемещение.

Через два входа в АЛУ поступают данные, результаты которых передаются дальше через первый выход. В АЛУ может быть преобразовано одно или два слова данных.

Кроме данных на АЛУ поступают сигналы - преобразованные коды операторов программы (команды), указывающие, что необходимо делать с поступившими данными. Перечень команд, принимаемых в АЛУ, определяет возможности микропроцессора. Основные команды: СЛОЖИТЬ, ВЫЧЕСТЬ, ИНВЕРТИРОВАТЬ, И, ИЛИ, СДВИНУТЬ, УВЕЛИЧИТЬ НА ЕДИНИЦУ, УМЕНЬШИТЬ НА ЕДИНИЦУ.

Все эти команды реализуются двумя операциями АЛУ - сложением и сдвигом.

УУ

Вторая функция микропроцессора - управление машиной или выполнение программы, обеспечивается УУ с помощью дешифратора команд, преобразуемых в сигналы, поступающие на все узлы микропроцессора по линиям управления.

Кроме команд программы на УУ поступают от генератора тактовые импульсы, синхронизирующие работу микропроцессора.

Таким образом, УУ управляет процессами передачи и обработки информации в процессоре (принимает и расшифровывает команды и формирует последовательность управляющих сигналов, сигналов синхронизации и т.д.)

По способу построения УУ делятся на УУ с жесткой логикой и микропрограммные (со статическим или динамическим микро­програм­мированием), которые различаются в зависимости от вида микропроцессорной памяти.

Кроме перечисленных функций, УУ управляет внутренней шиной, то есть определяет какое устройство в данный момент времени может воспользоваться ею, так как к ней подключено множество устройств и необходим определенный порядок приема и передачи данных.

Регистры (РАк, БР, РС, СК, РК, РА, УС, РОН)

Регистры- это устройства, представляющие собой отдельные ячейки внутренней быстродействующей памяти микропроцессора (локальная память). Они используются для временного хранения единицы информации (например, байта) при прохождении данных через блок микропроцессора. Количество и назначение регистров в реальных микропроцессорах различно, но восемь типов регистров практически встречаются всегда. Это

  1. Регистр аккумулятор РАк.

  2. Буферный регистр БР.

  3. Регистр состояния РС.

  4. Счетчика команд СК.

  5. Регистр команд РК.

  6. Регистр адреса РА.

  7. Указатель стека УС.

  8. Регистры общего назначения РОН.

Первые семь - регистры специального назначения (РСН).

  1. Регистр аккумулятор (РАк).

Регистр аккумулятор - это главный регистр. Количество разрядов аккумулятора соответствует длине адресуемой ячейки, например 8 бит (8 разрядов) [00000000].

Назначение РАк.

  1. Он является промежуточной памятью при выполнении арифметических и логических операций в АЛУ. Любая из этих операций над двумя байтами-словами (28 бит) предполагает размещение одного из них в аккумуляторе. Результат операции тоже обычно помещается вРАк. При этом предыдущее содержимое его теряется.

  2. Является промежуточной памятью при пересылке данных из одной части микропроцессора в другую. В этом случае сначала пересылаются данные из источника в РАк, а затем из РАк в приемник.

  3. Изменяет свои данные непосредственно в РАке так, в байте-слове, помещенном в РАке, могут быть изменены разряды на противоположные, то есть инвертированы (0 на 1 и наоборот), либо сдвинуты вправо или влево.

Из схемы видно, что данные поступают в РАк с шины или из АЛУ. Из аккумулятора они могут возвращаться обратно, но при этом могут использованы промежуточные буферные регистры БР.

  1. Буферные регистры (БР).

БР служат для накопления исходных данных, поступающих с шины, освобождая шину. Затем эти данные передаются в АЛУ на обработку таких регистров БР два, так как в АЛУ может производиться операция над двумя байтами, например, при сложении А+В (А - 1 байт, В - 1 байт, итого, два байта).

Один из БРможет получать данные не только с шины, но и из аккумулятора, поэтому он еще называется буфером аккумулятора. Оба регистра не доступны программисту для использования.

  1. Регистр состояния (РС).

В любой программе есть логические переходы ( >, <, =), реализующие проверки результатов операций. Результаты таких проверок запоминаются в РСи используются программой для осуществления перехода.

Для функции контроля результата операции в РСустанавливаются в «1» определенные разряды. Стандартными для всех микропроцессоров ЭВМ являются три разряда:

  1. Разряд переноса или заем (С - carry).

Этот разряд указывает, что выполненная операция завершилась переносом из 8-ого разряда результата при сложении двух чисел или заемом единицы при вычитании большего числа из меньшего. Например,

(перенос) (заем)

  1. Нулевой разряд(Z-zero)

Этот разряд показывает, что после операции во всех разрядах результата нулии помогает сравнить два числа, когда надо определить, равны (=) они или неравны (≠). Для этого вычитают одно число из другого и проверяют значение разрядаZ. ПриZ=1 сравниваемые числа равны.

  1. Отрицательный разряд.(N-negative).

Разряд Nуказывает, что старший разряд результата по окончанию операции принял значение 1 и при выполнении арифметических действий над числами в дополнительном коде результатом является отрицательное число. РазрядNудобно применять также в случае сравнения двух чисел, когда нас интересует, какое число больше.

В различных ЭВМ количество разрядов регистров состояния больше трех. Оставшиеся разряды используются как индикаторы - флаги состояния некоторых дополнительных программно-аппаратных средств и различны для разных ЭВМ.

РС- единственный из всех регистров, не имеющий входа со стороны шины, но отдельные разряды его, в том числе три стандартных С,Z,Nмогут не только считываться, но и изменяться программой.

И так, регистры - это отдельные ячейки внутренней быстродействующей памяти микропроцессора, используемые для временного хранения единицы информации. Восемь типов регистров встречаются в любом микропроцессоре и микроЭВМ.

Мы уже рассмотрели три регистра:

  1. Аккумулятор- промежуточная память.

  2. Буферы- накопители исходных данных, поступающих с шины.

  3. Регистр состояния- осуществляют функцию контроля над операциями (3 и более разрядов).

Следующие 4 регистра - специального назначения:

  1. Счетчик команд(СК)

  2. Регистр команд(РК)

  3. Регистр адреса(РА)

  4. Указатель стека(УС)

  1. Счетчик команд (СК).

Программа- это последовательность команд, предназначенных для управления устройствами микропроцессора при решении задач.

Для соблюдения алгоритма решения необходимо подавать команды в строгом порядке. В микропроцессоре ответственность за сохранением этого порядка лежит на регистре счетчика команд.

Содержимым СКявляется адрес ячейки памяти, где находится команда.СКуказывает наследующую командупрограммы, а не на ту, которая выполняется в данный момент.

СКсодержит столько адресов, сколько адресов памяти (8, 16, 32,…). Мы рассмотрим пример Блок-схемы микропроцессора с 16 разрядами.СКсостоит из двух частей:

  1. Регистра младших разрядов;

  2. Регистра старших разрядов.

Перед выполнением программы в СКнеобходимо поместить адрес ячейки памяти содержащей первую команду. После извлечения команды из ячейки и передачи ее по шине данных устройство управления автоматически увеличивает значениеСК, то есть изменяет адрес. Новый адрес указывает на следующую команду. Этот адрес будет храниться вСКна протяжении всего времени выполнения текущей операции. По окончании выполнения команды микропроцессор выбирает из памяти следующую команду по адресу, находящемуся вСК, и тут же вновь увеличивает значениеСК. Этот цикл повторяется на протяжении выполнения программы.

Программа хранится в ячейках памяти, расположенных последовательно друг за другом.

Когда возникает необходимость выполнить часть программы - подпрограмму, находящейся в другом месте памяти, необходимо выполнить переход к подпрограмме.

Для организации перехода к подпрограмме текущая команда, выполняемая непосредственно перед ней, должна занести в СКадрес первой команды данной подпрограммы. ЗатемСКполучает приращение адресов в соответствии с последовательностью команд подпрограммы. Для возврата в основную программу последняя команда подпрограммы должна перевестиСКна соответствующий адрес основной программы.

Вывод:Для организации выполнения программ регистрСКиспользуется как устройствами микропроцессора, так и самой программой.

  1. Регистр команд (РК).

Выбранная из памяти команда поступает по шине данных в РК,после чего начинается цикл выполнения команды, первым действием которого является ее дешифрация, обеспечиваемая УУ.

В отличие от других регистров, РКтолько принимает данные, а посылать их на шину не может. Число разрядовРКзависит от состава команд микропроцессора (3 и более).

  1. Регистр адреса (РА).

Для того чтобы выбрать очередную команду из памяти, содержимое СК передается по шине в регистр адреса РА. Выход этого регистра образует шину адреса, по которой числовое значение последнего поступает в блок памяти.

В течение цикла выборки команды регистры РАи СК имеют одинаковые значения. После декодирования команды СК получает приращение, но содержимоеРАне меняется.

Если при выполнении команды появится необходимость получить данные из памяти, то выполняемую команду необходимо поместить в РА- адрес ячейки, хранящий требуемые данные.

В некоторых случаях для организации прохождения программы значение РАформируется после вычислений, основанных на изменении значения регистра СК. После вычисления новое значение помещается вРАдля выборки по этому адресу.

  1. Указатель стека (УС).

Стек и указатель стека служат для осуществления вызова подпрограмм и возврата в прерванную подпрограмму.

Под стек отводится область памяти, в которой временно сохраняется информация, необходимая микропроцессору, для осуществления возврата из подпрограммы. Информация представляет собой текущее значение СК. Эту информацию микропроцессор загружает в стек по команде вызова подпрограммы.

Текущим значением СК всегда является адрес следующей команды, поэтому сохраненный в стеке адрес указывает на команду, следующую непосредственно за командой вызова подпрограммы.

Поэтому когда при возврате из подпрограммы микропроцессор восстанавливает из стека значение СК, появляется возможность продолжить прерванную основную программу с требуемой команды, то есть с команды, следующей за вызовом подпрограммы.

В программу может быть вложена своя подпрограмма (то есть вложенная подпрограмма). При вызове вложенных подпрограмм необходимо сохранять информацию о возврате в вызванную подпрограмму. Таких подпрограмм, может быть достаточно много и при последовательном возврате в основную программу необходимо соблюдать очередность извлечения сохраненных адресов. Стек является наиболее удобным типом данных для организации такой очередности. Поддержание порядка здесь осуществляется с помощью указателя стека - регистра, в котором хранится адрес стека, определяющий первый свободный элемент в стеке. Значение этого адреса увеличивается или уменьшается на единицу при записи или извлечении из стека.

Регистр УСимеет длину равную 16 битам, так как хранит адреса памяти и может содержать любой из 216 + 1 = 65537 адресов ЭВМ. Так много вложенных подпрограмм никто не использует. Обычно их число ограничивается единицами, и область памяти, отводимая под стек, также невелика.

Увлекшись при программировании можно нарушить границы стека, разрушив данные, хранящие в других важных областях памяти. Чтобы этого не происходило в микропроцессоре предусмотрена возможность слежения за содержимым регистра УС. Как только адрес указателя стека превысит допустимые величины нижней и верхней границ микропроцессор может остановить выполнение программы. Поэтому при пользовании стеком программист должен заранее рассчитать его максимальную длину во избежание критических ситуаций.

  1. Регистр общего назначения (РОН).

РОНпредоставляют программисту расширение возможностей по обработке данных (регистры В и С). Число этих регистров в разных микроЭВМ различны. В 16-разрядной их может быть два. Они служат для временного промежуточного заполнения данных, участвующих в обработке.

Регистры В и С совместно могут выполнять функции 16-разрядного регистра, содержимое которого можно, к примеру, помещать в РА. Регистры В и С можно использовать отдельно и совместно.

6

studfiles.net

Аккумулятор (регистр процессора) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 июня 2015; проверки требуют 3 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 июня 2015; проверки требуют 3 правки.

Аккумулятор (регистр процессора) — регистр процессора, в котором сохраняются результаты выполнения арифметических и логических команд. Кроме регистра-аккумулятора результаты работы команд могут сохраняться в регистрах общего назначения или в оперативной памяти.

Микропроцессор с аккумуляторной архитектурой или 1-операндная машина отличается тем, что даже если в нём имеется несколько регистров, результат большинства команд сохраняется в специальном регистре, называемом «аккумулятором». Это упрощает реализацию архитектуры и уменьшает размеры машинного кода. Исторически практически все первые микропроцессоры были аккумуляторными машинами, и в настоящее время многие популярные однокристальные микроконтроллеры (68HC12[en], PIC, 8051) являются аккумуляторными машинами.

Современные процессоры, обычно, являются 2-х и 3-х операндными машинами, то есть машинами, в которых источники и приёмники данных (регистры, память) указываются с помощью дополнительных операндов команд.

Процессор может иметь несколько аккумуляторов: в процессоре 8051 имеется два, основной A и вторичный B, причём второй используется при операциях умножения и деления.

Буква «A» от «accumulator» сохранилась в названии регистров AX, EAX, RAX.

ru.wikiyy.com

Аккумулятор (регистр процессора) — Википедия с видео // WIKI 2

Аккумулятор (регистр процессора) — регистр процессора, в котором сохраняются результаты выполнения арифметических и логических команд. Кроме регистра-аккумулятора результаты работы команд могут сохраняться в регистрах общего назначения или в оперативной памяти.

Микропроцессор с аккумуляторной архитектурой или 1-операндная машина отличается тем, что даже если в нём имеется несколько регистров, результат большинства команд сохраняется в специальном регистре, называемом «аккумулятором». Это упрощает реализацию архитектуры и уменьшает размеры машинного кода. Исторически практически все первые микропроцессоры были аккумуляторными машинами, и в настоящее время многие популярные однокристальные микроконтроллеры (68HC12[en], PIC, 8051) являются аккумуляторными машинами.

Современные процессоры, обычно, являются 2-х и 3-х операндными машинами, то есть машинами, в которых источники и приёмники данных (регистры, память) указываются с помощью дополнительных операндов команд.

Процессор может иметь несколько аккумуляторов: в процессоре 8051 имеется два, основной A и вторичный B, причём второй используется при операциях умножения и деления.

Буква «A» от «accumulator» сохранилась в названии регистров AX, EAX, RAX.

Энциклопедичный YouTube

  • 1/3

    Просмотров:

    5 274

    5 254

    8 560

  • Программирование микроконтроллеров: Урок 2. Организация памяти данных (регистры)

  • Сдвиговый регистр 74HC595 и загрузка данных в него, по SPI интерфейсу.

  • 13. Тестирование и отладка программы для PIC в MPLAB X (Урок 11. Теория)

См. также

Эта страница в последний раз была отредактирована 15 октября 2017 в 20:47.

wiki2.org

Аккумулятор (регистр процессора)

Аккумулятор (регистр процессора) — регистр процессора, в котором сохраняются результаты выполнения арифметических и логических команд. Кроме регистра-аккумулятора результаты работы команд могут сохраняться в регистрах общего назначения или в оперативной памяти.

Микропроцессор с аккумуляторной архитектурой или 1-операндная машина отличается тем, что даже если в нём имеется несколько регистров, результат большинства команд сохраняется в специальном регистре, называемом «аккумулятором». Это упрощает реализацию архитектуры и уменьшает размеры машинного кода. Исторически практически все первые микропроцессоры были аккумуляторными машинами, и в настоящее время многие популярные однокристальные микроконтроллеры (68HC12, PIC, 8051) являются аккумуляторными машинами.

Современные процессоры, обычно, являются 2-х и 3-х операндными машинами, то есть машинами, в которых источники и приёмники данных (регистры, память) указываются с помощью дополнительных операндов команд.

Процессор может иметь несколько аккумуляторов: в процессоре 8051 имеется два, основной A и вторичный B, причём второй используется при операциях умножения и деления.

Буква «A» от «accumulator» сохранилась в названии регистров AX, EAX, RAX.

См. также

  • Компьютер
  • Процессор
  • Язык ассемблера

Аккумулятор (регистр процессора) Информацию О

Аккумулятор (регистр процессора)

Аккумулятор (регистр процессора) Комментарии

Аккумулятор (регистр процессора)Аккумулятор (регистр процессора) Аккумулятор (регистр процессора) Вы просматриваете субъект

Аккумулятор (регистр процессора) что, Аккумулятор (регистр процессора) кто, Аккумулятор (регистр процессора) описание

There are excerpts from wikipedia on this article and video

www.turkaramamotoru.com

Аккумулятор (регистр процессора) — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Аккумулятор (регистр процессора) — регистр процессора, в котором сохраняются результаты выполнения арифметических и логических команд. Кроме регистра-аккумулятора результаты работы команд могут сохраняться в регистрах общего назначения или в оперативной памяти.

Микропроцессор с аккумуляторной архитектурой или 1-операндная машина отличается тем, что даже если в нём имеется несколько регистров, результат большинства команд сохраняется в специальном регистре, называемом «аккумулятором». Это упрощает реализацию архитектуры и уменьшает размеры машинного кода. Исторически практически все первые микропроцессоры были аккумуляторными машинами, и в настоящее время многие популярные однокристальные микроконтроллеры (68HC12[en], PIC, 8051) являются аккумуляторными машинами.

Современные процессоры, обычно, являются 2-х и 3-х операндными машинами, то есть машинами, в которых источники и приёмники данных (регистры, память) указываются с помощью дополнительных операндов команд.

Процессор может иметь несколько аккумуляторов: в процессоре 8051 имеется два, основной A и вторичный B, причём второй используется при операциях умножения и деления.

Буква «A» от «accumulator» сохранилась в названии регистров AX, EAX, RAX.

См. также

Напишите отзыв о статье "Аккумулятор (регистр процессора)"

Отрывок, характеризующий Аккумулятор (регистр процессора)

– Жизнь и так не оставляет в покое. Я бы рад ничего не делать, а вот, с одной стороны, дворянство здешнее удостоило меня чести избрания в предводители: я насилу отделался. Они не могли понять, что во мне нет того, что нужно, нет этой известной добродушной и озабоченной пошлости, которая нужна для этого. Потом вот этот дом, который надо было построить, чтобы иметь свой угол, где можно быть спокойным. Теперь ополчение. – Отчего вы не служите в армии? – После Аустерлица! – мрачно сказал князь Андрей. – Нет; покорно благодарю, я дал себе слово, что служить в действующей русской армии я не буду. И не буду, ежели бы Бонапарте стоял тут, у Смоленска, угрожая Лысым Горам, и тогда бы я не стал служить в русской армии. Ну, так я тебе говорил, – успокоиваясь продолжал князь Андрей. – Теперь ополченье, отец главнокомандующим 3 го округа, и единственное средство мне избавиться от службы – быть при нем. – Стало быть вы служите? – Служу. – Он помолчал немного. – Так зачем же вы служите? – А вот зачем. Отец мой один из замечательнейших людей своего века. Но он становится стар, и он не то что жесток, но он слишком деятельного характера. Он страшен своей привычкой к неограниченной власти, и теперь этой властью, данной Государем главнокомандующим над ополчением. Ежели бы я два часа опоздал две недели тому назад, он бы повесил протоколиста в Юхнове, – сказал князь Андрей с улыбкой; – так я служу потому, что кроме меня никто не имеет влияния на отца, и я кое где спасу его от поступка, от которого бы он после мучился.

wiki-org.ru

Персональный сайт - 8.Основные аппаратные средства микропроцессоров: АЛУ, аккумулятор, регистры общего назначения.

8.Основные аппаратные средства микропроцессоров: АЛУ, аккумулятор, регистры общего назначения.

 АЛУ, аккумулятор, регистры являются составными частями архитектуры МП.

 Обобщенные вид архитектуры МП:

Структурная схема МП КР580ВМ80А (рис. 1) состоит из двух частей: операционной (ОП) и управляющей (УП). Обе части расположены на одном кристалле. Управляющая часть содержит недоступную для пользователя управляющую память, в которую в процессе изготовления БИС записаны операции, определяющие состав команд МП. Структура МП мало отличается от структуры обобщенного МП, но имеет некоторые особенности.

Операционная часть МП построена на базе 8-разрядного АЛУ, на два входа которого подключены два 8-разрядных буферных регистра БР1 И БР2. Вход регистра БР1 соединен с внутренней магистралью МП, а вход регистра-защелки БР2 - с аккумулятором, выполняющим функции регистра-накопителя.

Регистры общего назначения Первый набор включает в себя регистры общего назначения или РОН, необходимые для временного хранения тех операндов и результатов вычислений, доступ к которым постоянно повторяется в процессе выполнения программы. Использование РОН в подобных случаях существенно ускоряет работу системы за счет сокращения времени чтения/записи и пересылки данных из ОЗУ. Всего регистров общего назначения четыре, они, разумеется, 16-разрядные, но могут использоваться и как 8-разрядные (однобайтные), при этом их количество удваивается.

Функции всех РОН, в основном, идентичны, но в некоторых случаях архитектура предполагает их строгую специализацию. Например, при выполнении команд обработки строк и циклов, в одном из регистров должно храниться число, равное количеству итераций. Этот регистр выполняет роль счетчика (counter) и носит название CX. Остальные регистры выполняют функции аккумулятора (AX), базы (BX) и ячейки временного хранения данных (DX). Как мы уже знаем, каждый регистр из числа РОН может быть разделен на два однобайтных, один из которых (0-7) называется младшим (Low), а другой (7-15) — старшим (High). В соответствии с этим, каждый 8-разрядный регистр получил свое название: младшие именуются AL, BL, CL, DL, а старшие — AН, BН, CН и DH

АЛУ МП выполняет арифметические, логические и сдвиговые операции над 8-разрядными двоичными числами. Базовой операцией АЛУ является операция сложения двоичных чисел. Все арифметические, логические и сдвиговые операции выполняются при участии аккумулятора. Результат операции размещается в аккумуляторе. Обмен информацией МП с ВУ возможен только через аккумулятор. МП имеет возможность выполнения операции с 2-разрядными десятичными числами. С этой целью каждая десятичная цифра размещается в тетраде любого регистра МП. Коррекция двоичных чисел, необходимость которой возникает при выполнении арифметических операций над десятичными числами, выполняется специальной схемой десятичной коррекции СДК.

АЛУ имеет входы чисел А0-А3 и В0-В3, входы управления S0-S3, М, вход переноса С0, выход результата F0-F3, выход переноса С4, выход равенства кодов К, выходы Р и G для схемы быстрого переноса. Работа АЛУ поясняется таблицей функционирования, изображенной ниже. Вход М определяет вид выполняемых операций (при М=1 над А и В выполняется 16 лог. операций, при М=0 выполняются арифметические операции). Знаком \/ обозначается лог. сложение, арифметическое сложение обозначается плюсиком (+), умножение (только логическое) - знаком "х", А1 - число А, сдвинутое на один разряд вправо.

 

АЛУ может выполнять следующие операции:

-Арифметическое суммирование чисел (при М=0 операция №10).

-Арифметическое вычитание чисел (при М=0 операция №7).

-Сравнение чисел - операция №7 при С0=1. Если А=В, то К=1, если A>B, то С4=0, если A<B, то С4=1.

-Формирование модуля числа А. При М=1 на входы S3-S0 параллельно подается знак числа А равный 1 при положительном числе А. Если А отрицательно - 0. Для S=1 выполняется 16-я операция, S=0 - 1-я. Также для числа В (11-я и 6-я операции соответственно), но нужно иметь знак и его инверсию.

-Мультиплексирование чисел А и В. При М=1 и 16-й операции на выход поступает число А, 11-я операция - число В. 1-я и 6-я операции выполняют мультиплексирование с инверсией.

-Увеличение числа А в 1,5 раза - 13 операция.

 

Аккумулятор (регистр процессора) — регистр, в котором сохраняются непосредственные результаты выполнения арифметических и логических команд. Альтернативными методами для сохранения результата являются использование регистров общего назначения или оперативной памяти.

Микропроцессор с аккумуляторной архитектурой или 1-операндная машина отличается тем, что даже если в нем несколько регистров, результат большинства операций сохраняется в специальном регистре, который называется «аккумулятор». Это упрощает как реализацию архитектуры, так и сокращает размеры машинного кода. Исторически практически все первые микропроцессоры были аккумуляторными машинами, и сейчас многие популярные однокристальные микроконтроллеры (68HC12, PIC, 8051) - это аккумуляторные машины.

Современные CPU обычно являются 2-х и 3-х операндными машинами — в которых дополнительные операнды указывают между какими из регистров общего назначения осуществляются вычисления.

Процессор может иметь несколько аккумуляторов: в 8051 имеется два, основной A и вторичный B, причем второй используется при операциях умножения и деления.

cop320.narod.ru