AOM / Мельник А

4.2.4.3. Фаза виконання та формування ефективної адреси

Мікродії, що виконують в рамках фази виконання та визначення ефективної адреси ЕХ, вже залежать від типу поточної команди. Враховуючи це, вигідно поділити усі команди процесора на наступні три групи:

•. команди виконання операцій завантаження операндів з основної пам'яті та збереження результатів у основній пам'яті;

команди виконання операцій арифметико-логічного пристрою;
команди виконання операцій умовних та безумовних переходів. Далі розглядаємо притаманні кожній групі команд мікродії Команди виконання операції звернення до пам'яті даних

В рамках фази ЕХ операції звернення до пам'яті даних (load/store instructions) готують значення ефективної адреси, тобто вираховують значення бінарного коду, що є адресою комірки пам'яті даних. Виконується наступна мікродія:

ALUoutput = А + Imm.

Позначене в мікродії додавання безпосереднього операнда (однієї з компонент адреси) з вмістом робочого регістра А (другої компоненти) реалізується в ALU. Отримана сума (вона завжди ціла і додатна, переносом нехтують) записується до ще одного, прозорого для програміста, регістра ALUoutput.Цей регістр має розрядність 32 біти. Він зберігає коди результатів, що з'являються на виході комбінаційної схеми з назвою ALU. Якщо пригадати дію команди LW, тоді призначення та форма запису наведеної мікродії стає зрозумілою.

Команди виконання операції арифметико логічного пристрою типу регістр регістр.

Прикладом команди типурегістр-регістр є команда ADDR1,R2,R3.Виконується вказана командою наступна мікродія

ALUoutput=Aop В.

Тут узагальнене позначення (ор) можна конкретизувати як (add), (sub)тощо, залежно від конкретного виду поточної команди, яка опрацьовується в інформаційному тракті комп'ютера Підкреслимо, що на попередній щодо ЕХ фазі, а саме на фазі ID,до службових регістрів уже завантажено вміст вибраних регістрів регістрового файла з адресами R2і R3.Результат дії поки що не збережено в регістрі R1,але його тимчасово записано до службового регістра ALUoutput.

149

Команда виконання операції арифметико-логічного пристрою типу регістр-без-посередній операнд.

Прикладом команди типу регістр-безпосередній операнд є команда ADDR1,R2,#23.Виконується наступна мікродія:

ALUoutput= Aop Imm.

Ясно, що замість вмісту регістра R3в операції бере участь безпосередній операнд, який з урахуванням «знакового» розширення до 32-х бітів зчитується із службового регістра Imm.

Команда умовного переходу.

Прикладом команди умовного переходу є команда BNEZR5,data.Виконуються наступні мікродії:

ALUoutput=NPC+ Imm;Cond(ition)= (Aop 0).

Обидві мікродії є сумісними в часі. За допомогою першої мікродії вираховується цільова адреса умовного переходу При цьому до вже визначеної адреси наступної команди (NPC), тобто такої, яка розташована безпосередньо за командою умовного переходу, додається константа зі службового регістра Imm, (саме він містить значення data). Друга мікродія визначає (істинним чи хибним) є значення умови Condition умовного переходу. Заради цього вміст службового регістра А, що є збіжним із вмістом регістра R5 (у коман-ді-прикладі), порівнюється на основі операції (ор) з нулем. Згідно з семантикою команди BNEZ отримується, що Cond = true, коли вміст регістра R5 ненульовий, або Cond = false, якщо регістр R5 містить нуль. Фізично Cond є однобітним регістром у складі вузла Zero?

Звернемо увагу на те, що зараз сформовано лише значення двох необхідних елементів виконання умовного переходу, а саме: однобітний код умови Cond та цільова адреса переходу, яка тимчасово зберігається у службовому вихідному регістрі ALU, тобто в ALUoutput. Безпосереднє виконання умовного переходу, що полягає в природній (за чергою) чи неприродній (коли виконують стрибок до цільової адреси) зміні вмісту програмного лічильника PC,виконується на наступній фазі.

Содержание