Выполнение инструкций

другими центральными процессорами или с сопроцессорами. Сопроцессоры берут на себя выполнение арифметических действий и реализацию обмена данными с внешними устройствами.

Числа с плавающей запятой состоят из мантиссы (числовая часть) и порядка числа, определяющего вес разрядов мантиссы. Порядок определяется так, что первая цифра в мантиссе значащая. Например, в десятичной системе счисления число 0,00273 будет представлено как 0,273-Ю-2, а число 175 —как 0,175-103. Одна часть слова отводится для записи мантиссы, другая — для записи порядка, при этом по одному (обычно старшему) разряду в обеих частях отводится для записи знака мантиссы и порядка. Представление чисел с плавающей запятой позволяет значительно расширить допустимый диапазон их изменения. Следует, однако, отметить, что микроЭВМ ориентирована обычно на выполнение арифметических операций над числами с фиксированной запятой. При этом операции над числами с плавающей запятой выполняются по специальным подпрограммам, включающим ряд дополнительных преобразований, что увеличивает время их выполнения.

Двоичная система счисления занимает особое положение: это система с наименьшим возможным основанием (для записи чисел требуется всего два символа), выполнение арифметических операций над числами максимально упрощено.

Выполнение арифметических операций с плавающей запятой требует выполнения операции как над мантиссами, так и над порядками. Поэтому в ЦВМ обычно имеются два сумматора, каждый из которых имеет свой знаковый разряд и разряд переполнения. Блок-схема АЛУ для чисел с плавающей запятой показана на 5-18.

Рассмотрим выполнение арифметических операций над десятичными числами. Для представления десятичных цифр будем использовать наиболее распространенный код 8421, описанный в гл. 2.

Работу вычислительной системы можно представлять в виде некоторой последовательности событий, происходящих как внутри, так и вне ее. Такими событиями являются, например, выполнение арифметических и логических операций в процессоре, работа ВВОДНЫХ-ЁЫВОДНЫХ аппаратов, изменение состояния объекта, управляемого машиной, и др. Часть из этих событий являются программно-определяемыми, так как они порождаются программой и возможные моменты их возникновения заранее известны. Другие события являются программно-независимыми, так как они вызваны посторонними по отношению к программе источниками, либо моменты их возникновения не могут быть установлены заранее при программировании.

В.4. ВЫПОЛНЕНИЕ АРИФМЕТИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

8.4. Выполнение арифметических операций............. 16

Наибольшее распространение в ЭВМ получила двоичная система счисления. Это обусловлено тем, что такую систему счисления легче всего реализовать с помощью двухпозиционных электронных элементов. Кроме того, она дает возможность упростить выполнение арифметических действий.

Центральный процессор является ядром системы. В его функции входит выполнение арифметических и логических операций, организация обращений к оперативной памяти, выборка и дешифрация команд, инициати-рование работы исполнительных блоков, процедур ввода-вывода, обработка прерываний и др. В соответствии с этими функциями процессор включает центральное устройство управления, арифметико-логическое устройство и устройство управления памятью.

Числа с плавающей запятой состоят из мантиссы (числовая часть) и порядка числа, определяющего вес разрядов мантиссы. Порядок определяется так, что первая цифра в мантиссе значащая. Например, в десятичной системе счисления число 0,00273 будет представлено как 0,273-Ю"2, а число 175 — как 0,175-Ю3. Одна часть слова отводится для записи мантиссы, другая — для записи порядка, при этом по одному (обычно старшему) разряду в обеих частях отводится для записи знака мантиссы и порядка. Представление чисел с плавающей запятой позволяет значительно расширить допустимый диапазон их изменения. Следует, однако, отметить, что микроЭВМ ориентирована обычно на выполнение арифметических операций над числами с фиксированной запятой. При этом операции над числами с плавающей запятой выполняются по специальным подпрограммам, включающим ряд дополнительных преобразований, что увеличивает время их выполнения.

¦ Однотлсловое выполнение инструкций

Контроллер декодирования программ. PDC включает в себя программную логику для декодирования, генератор адреса регистра, механизм выполнения циклов, механизм выполнения повторений, генератор ко-дов условий, механизм выполнения прерываний, регистр-защелку инструкций и его ко-пию. PDC декодирует 24-битную инструкцию, загруженную в регистр-защелку и вырабатывает все сигналы, необходимые для управления конвейером. Копия регистра-защелки инструкций оптимизирует выполнение инструкций повторения и перехода.

Бит устанавливается в начале выполнения каждой инструкции в пошаговом режиме. Если бит равен 0, трассировка запрещена и выполнение инструкций идет нормальным образом. При сбросе процессора бит равен 0.

. стандарт IEEE 1149.1 предусматривает выполнение инструкций EXTEST, SAMPLE/PRE-LOAD, BYPASS. Как и процессор ColdFire MCF5204, DSP56300 имеет также стандартные инструкции CLAMP и HI-Z;

DSP56600 обеспечивает полную совместимость со стандартом IEEE 1149.1 (со стандартным тестовым портом и архитектурой сканирования границ) за счет использования специального доступного пользователю тестового порта (ТАР). Тестовый порт состоит из четырех отдельных сигнальных выводов, контроллера, находящегося в одном из 16 возможных состояний, и трех тестовых регистров данных. Регистр сканирования границ связывает все сигнальные выводы устройства со одним сдвиговым регистром. Тестовая логика, которая включает в себя тестовый порт, является независимой логикой устройства. Данная реализация DSP56300 обеспечивает следующие возможности: стандарт IEEE 1149.1 предусматривает выполнение инструкций EXTEST, SAMPLE/PRE-LOAD, BYPASS. Как и процессор ColdRre MCF5204, DSP56300 имеет также стандартные инструкции CLAMP и HI-Z; обеспечение средств доступа к контроллеру ОпСЕ и линий связи для управления системой (ENABLE_ONCE); обеспечение средств для входа DSP56300 в режим отладки (DEBUG_REQEST); запрос идентификационной информации от DSP56300 (номер версии, изготовитель и т. д). '

Выполнение инструкций DSP56000/DSP56001 происходит на трехуровневом конвейере, при этом большинство инструкций выполняется за один цикл. Однако, некоторые инструкции требуют дополнительное время для выполнения: инструкции, длиннее, чем одно слово; инструкции, использующие режимы адресации, требующие нескольких циклов обработки; инструкции, вызывающие изменение хода программы. В последнем случае требуется еще один цикл для очистки конвейера.

Симулятор позволяет пользователю осуществить измерение времени выполнения кода, что особенно важно в приложениях DSP. Симулятор выполняет объектный код, который может быть сгенерирован программой макроассемблера или введен в режиме однострочного ассемблера. Объектный код загружается в карту памяти симулируемого устройства. Симулируется обращение к внутреннему и внешнему пространству памяти DSP. Выполнение инструкций осуществляется либо до определенной пользователем точки останова, либо в пошаговом режиме.

Команда выполняет инструкции, пока не достигнет инструкции возврата из текущей процедуры. После возврата из процедуры выполнение инструкций останавливается.

Описание: Приостанавливает нормальное выполнение инструкций и начинает обработку исключения SWI. Приоритет прерывания устанавливается равным 3 в регистре состояния, если используется длинная процедура обработки прерывания.

Приостанавливает нормальное выполнение инструкций и начинает обработку исключения TRAP. Приоритет прерывания устанавливается равным 3 в регистре состояния, если используется длинная процедура обработки прерывания.

Если заданное условие истинно, приостанавливает нормальное выполнение инструкций и начинает обработку исключения TRAP. Приоритет прерывания устанавливается равным 3 в регистре состояния, если используется длинная процедура обработки прерывания.

IFcc Условное выполнение инструкций V V