ропроцессор необходимой эксплуатационной гибкости. Преимущество таких микропроцессоров состоит в их высоком быстродействии.

К второму типу УУ относятся микропрограммные устройства управления. Реализованный в них принцип управления называется микропрограммным. Он характеризуется тем, что каждой команде микропроцессора соответствует микропрограмма, хранимая в постоянном запоминающем устройстве. Микропрограмма состоит из микрокоманд, предписывающих выполнение определенных микроопераций. Таким образом, работа микропрограммного УУ сводится к тому, чтобы отыскать требуемую микропрограмму и последовательно выбирать из нее микрокоманды, которые преобразуются дешифратором в сигналы управления. В результате выполняемая команда заменяется соответствующей микропрограммой. Для изменения структуры команды необходимо внести изменения в соответствующую микропрограмму. Система команд микропрограммируемого микропроцессора определяется содержимым подключаемого к нему ПЗУ микрокоманд (ПЗУ МК). Сменив ПЗУ МК, можно полностью изменить систему команд МП. Недостаток мик-ропрограммируемых МП - их относительно невысокое быстродействие, что объясняется многократным обращением к ПЗУ МК для выбора микрокоманд.

Аккумулятор (регистр результата) является одним из характерных элементов архитектуры современных микропроцессоров. Большинство существующих МП имеют одноадресную структуру команд (в команде указывается адрес только одного операнда). Для выполнения операций с двумя операндами необходимо один из операндов предварительно занести в аккумулятор. Второй операнд выбирается из памяти по адресу, содержащемуся в команде. После завершения выполнения операций в аккумулятор заносится результат.

Регистры общего назначения (РОН) предназначены для оперативного хранения операндов, кодов команд и адресов. Кроме того, они могут выполнять функции некоторых других специальных регистров, таких, как счетчик команд, указатель стека, аккумулятор и т. д. Про граммист имеет возможность адресоваться к любом} РОН. Количество РОН в некоторых микропроцессора) может доходить до 64, однако увеличение числа POF приводит к необходимости перевода их на отдельные ин~ тегральные схемы быстродействующей памяти.

Данные к памяти От памяти

Выход

Входы

Для расширения возможностей АЛУ и обеспечения хранения и обработки операндов в состав микропроцессора входит группа внутренних регистров, состоящая из нескольких регистров общего назначения, регистра команд, регистра адреса, регистра связи.

На рис. 2.8 показан распространенный способ взаимосвязи АЛУ с регистрами микропроцессора. Из схемы видно, что данные от памяти могут поступать в аккумулятор или непосредственно на один из входов АЛУ. Результаты операций с выхода АЛУ могут поступать в аккумулятор либо на временное хранение в один из регистров общего назначения. Из аккумулятора данные могут быть переданы в память микропроцессорной системы. В некоторых видах микропроцессоров данные в память могут передаваться непосредственно с выхода АЛУ и из РОН.

Регистр адреса предназначен для хранения адреса ячейки памяти, из которой должен произойти выбор информации.

Если микропроцессор должен выполнить выбор команды, то в регистр адреса помещается содержимое счетчика команд, т. е. адрес выбираемой команды. Для выбора данных адрес поступает в регистр адреса из адресной части регистра команд.

Взаимодействие указанных устройств микропроцессора удобнее всего рассмотреть в процессе выполнения какой-либо команды. Так, выполнение команды сложения будет состоять из приведенной ниже последовательности действий (см. рис. 2.6):

- передача текущего адреса из счетчика команд в регистр адреса;

- увеличение на единцу содержимого счетчика команд, т. е. установление адреса следующей команды;

- поступление адреса команды из регистра адреса на адресные входы схемы памяти, что обеспечивает выборку адресуемой ячейки памяти и передачу ее содержимого на соответствующий вход микропроцессора;

Рис. 2.8. Взаимосвязь АЛУ с регистрами блока обработ-" ки данных

- занесение выбранной из памяти команды в регистр команд;

- дешифрирование кодовой части команды и поступление ее в устройство управления, в котором на основании полученного кода формируются управляюшие сигналы, обеспечиваюшие настройку схем блока обработки данных на выполнение заданной команды (в нашем примере - сложения);

- поступление адресной части команды в регистр адреса;

- выбор данных из памяти по адресу, содержащемуся в регистре адреса (аналогично третьему действию);

- так как выбранная информация является операндом, то она поступает на один из входов АЛУ, на другой вход поступает число из аккумулятора;

- выполнение операции сложения, передача результата в аккумулятор.

Заметим, что выполнение команды сложения мол<но осуществить только в том случае, если предварительно первое слагаемое было занесено в аккумулятор. Для выполнения команды сложения процессору требуется два машинных цикла. Во время первого цикла происходит обращение к памяти для извлечения команды и ее обработка, во время второго - извлечение из памяти операнда и выполнение операции сложения.

Особенности реализации команд передачи управления рассмотрим на примере команды безусловного перехода. Для выполнения этой команды устройствам микропроцессора потребуется произвести такую последовательность действий:

- выдача текущего адреса из счетчика команд в регистр адреса;

- увеличение значения счетчика команд на единицу; - выбор команды из памяти по адресу, содержащемуся в РА;

- помещение выбранной команды в РК;

- расшифровка кода операции и формирование сигналов управления;

- передача адресной части команды из РК в программный счетчик (ПС).

В результате в ПС устанавливается адрес не следующей по порядку команды программы, а той, которой передается управление. Выборка - первая фаза реализации команды- одинакова-для всех команд. Исполнение - вторая фаза - уникально.