Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
"Motorola", ряд моделей микропроцессоров, выпускаемых IBM и некоторыми
другими компаниями. При обращении к памяти микропроцессор адресует ячейку
с меньшим адресом, поэтому при размещении "Little-Endian" команда или
операнд выбираются начиная с младшего байта, а при размещении "Big-
Endian" - со старшего байта. По этой причине непосредственный перенос
программного обеспечения между системами, использующими микропроцессоры с
разными вариантами размещения байтов, оказывается практически
невозможным. Чтобы решить эту проблему, некоторые современные
микропроцессоры, например семейства PowerPC, реализуют оба возможных
варианта размещения и адресации байтов - "Little-Endian" или "Big-
Endian". Выбор необходимого варианта задается программно.
Различные типы микропроцессоров используют следующие основные способы
адресации операндов, реализация которых обеспечивается в соответствии с
кодом адреса (КАД), содержащимся в команде.
Прямая адресация. Операнд выбирается из ячейки памяти, адрес которой
содержится в команде.
Регистровая адресация. Операнд выбирается из регистра РЗУ, номер (имя)
которого указано в команде.
Косвенно-регистровая адресация. Операнд выбирается из ячейки памяти,
адрес которой содержится в регистре РЗУ, указанном в команде.
Косвенно-регистровая адресация со смещением. Операнд выбирается из ячейки
памяти, адрес которой является суммой содержимого указанного в команде
регистра РЗУ и заданного в команде смещения (смещение может быть
положительным или отрицательным числом).
Косвенно-регистровая адресация с индексированием и смещением. Операнд
выбирается из ячейки памяти, адрес которой является суммой содержимого
указанного в команде регистра, индексного регистра и заданного в команде
смещения. В некоторых микропроцессорах имеются специальные индексные
регистры для реализации этого способа адресации. Другие микропроцессоры
используют в качестве индексного какой-либо регистр РЗУ, номер или имя
которого указывается в команде. Частным случаем этого способа является
индексная адресация, когда адрес образуется суммированием специального
индексного регистра и заданного в команде смещения.
а)
Адрес
б)
Адрес-
ВО младший байт В1 старший байт
N N+1
В1 старший байт ВО младший байт
N+1
Адрес
Адрес
ВО младший байт В1 В2 ВЗ старший байт
N N+1 N+2 N+3
ВЗ В2 В1 ВО
старший байт младший байт
N+1 N+2
N+5
Рис. 1.9. Адресация байтов в слове и двойном слове при размещениях
"Little-Endian" (а) и "Big-
Endian" (б)
СИСТЕМА КОМАНД И СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ ОПЕРАНДОВ
Относительная адресация. Операнд выбирается из ячейки памяти, адрес
которой является суммой текущего содержимого программного счетчика PC и
заданного в команде смещения (числа со знаком). Отметим, что во многих
микропроцессорах этот способ адресации используется не для адресации
операнда, а для формирования адреса команды, к которой переходит
программа при выполнении команд ветвления. При этом сформированный таким
образом адрес загружается в PC, обеспечивая выборку требуемой следующей
команды.
Непосредственная адресация. В этом случае операнд непосредственно
содержится в поступившей команде, размещаясь следом за кодом операции
(КОП).
Рассмотрим основные особенности данных способов адресации.
Прямая адресация обеспечивает обращение к любой ячейке ОЗУ. Однако для
задания адреса операнда команда должна содержать необходимое количество
байт адреса (до 4), что вызывает увеличение объема памяти программ и
времени выборки команды из памяти.
Регистровая адресация является наиболее простой и быстрой. Так как объем
РЗУ ограничен, то для задания номера регистра требуется всего несколько
бит (обычно от 3 до 8). Так как РЗУ расположено на кристалле
микропроцессора, то для выборки операнда не требуется обращение к внешней
системной шине, поэтому выполнение операций при данном способе адресации
требует минимального времени. Однако объем РЗУ ограничен (несколько
десятков или сотен байт), поэтому необходимо периодическое обращение к
ОЗУ для сохранения результатов и получения новых операндов.
Отметим, что ряд типов микропроцессоров имеет аккумуляторную организацию
операционного устройства, при которой используется специальный регистр-
аккумулятор, в который заносится результат операции ОУ. Содержимое этого
регистра служит также операндом при выполнении очередной операции ОУ. При
этом не требуется указания в команде номера (адреса) регистра-
аккумулятора, так как обращение к нему обеспечивается автоматически в
соответствии с внутренней структурой микропроцессора. Такой вариант
регистровой адресации обеспечивает наиболее быстрое выполнение нескольких
последовательных операций обработки. Однако для загрузки операнда в
аккумулятор и сохранения полученных результатов приходится выполнять
специальные команды пересылки, что снижает общую производительность
системы.
Наиболее распространенными являются различные варианты косвенно-
регистровой адресации. При этом в команде указывается только номер
