Карты информационных потоков

В данном пункте представлены карты информационных потоков для операции № 1 – сложение каких-либо двух элементов массива. Данная операция включает в себя такие команды как: LDR R, ADD R, STR R.

Выполнение любой команды состоит из двух этапов. Первый этап – это чтение команды из памяти. Чтение каждого байта занимает один машинный цикл. 16-битовый адрес первого байта команды передается в память по шине адреса с программного счетчика. Устройство управления формирует сигнал «чтение», благодаря которому содержимое ячейки выдается из памяти на шину данных и затем принимается в регистр команд. После считывания первого байта (код операции), который попадает в регистр команд, блок управления определяет, из какого количества байт состоит команда. Если есть еще один или два байта, то соответственно затрачивается один или два машинных цикла на их считывание. Эти байты попадают в регистр адреса данных. Второй этап – это выполнение команды.

Более подробно остановимся на рассмотрении фазы выполнения команд операции №1.

Рисунок 3 – Информационные потоки команды LDR R

Команда LDR r занимает 3 байта и производит загрузку регистра. После фазы выборки-дешифрации командного цикла происходит передача второго и третьего байтов, определяющий адрес ячейки, из которой требуется извлечь данные, на регистр адреса данных. Данная передача занимает 2 цикла. Затем содержимое регистра адреса данных подается на адресную шину, а содержимое шины данных – данные из ячейки памяти – подается на общий регистр r. Фаза выполнения требует одного внешнего обмена и занимает один машинный цикл. Следовательно, полный командный цикл занимает четыре машинных цикла: три на фазу выборки-дешифрации и один на фазу выполнения.

Рисунок 4 – Информационные потоки в фазе выполнения команды ADD R.

ADD R – команда обработки информации, складывающая содержимое аккумулятора с содержимым регистра R. Команда ADD R – это однобайтовая команда. Следовательно, после второго синхроимпульса первого и единственного машинного цикла содержимое акку­мулятора и регистра R может быть подано на входы АЛУ в качестве операндов. АЛУ по этим двум операндам вычисляет 8-разрядную сумму и значение переноса. Таким образом, по третьему синхроимпульсу машинного цикла сумма передается в аккумулятор.

Рисунок 5 – Информационные потоки команды STR R

Команда STR R является трехбайтовой. Она служит для запоминания регистра, причем во втором и третьем байте этой команды содержатся старшая и младшая часть ячейки памяти, в которую необходимо сохранить содержимое нужного нам регистра. Содержимое регистра адреса данных, загруженного в фазе выборки-дешифрации вторым и третьим байтами команды, подается на адресную шину, а содержимое общего регистра r подается на шину данных. Затем устройство управления формирует сигнал «запись», стробирующий запись данных в адресуемую ячейку памяти. Фаза выполнения требует одного внешнего обмена и занимает один машинный цикл. Следовательно, полный командный цикл занимает четыре машинных цикла: три на фазу выборки-дешифрации и один на фазу выполнения.