bài giảng môn học cấu trúc máy tính bài 10 qui trình qui trình thực hiện lệnh

QUI TRÌNH THỰC HIỆN LỆNH CHU KỲ LỆNH • Chương trình nhớ gồm dãy mã lệnh • Mỗi mã lệnh thực qua chu kỳ lệnh • Một chu kỳ lệnh bao gồm dãy tiểu chu kỳ pha • Trong máy chu kỳ gồm pha sau: CHU KỲ LỆNH (tt) (1) Tìm lệnh (2) Giải mã lệnh (3) Đọc địa hiệu dụng từ nhớ lệnh có địa gián tiếp (4) Thực lệnh Khi hoàn tất bước 4, điều khiển trở bước để tìm, giải mã thực lệnh kế Qui trình lặp thực lệnh dừng CHU KỲ LỆNH (tt) • Tìm giải mã: - Khởi đầu, PC nạp địa chương trình - SC xóa 0, tạo thời hiệu T0 - Sau xung đồng hồ, SC tăng nên thời hiệu T0, T1, T2… - Các vi tác vụ cho pha tìm giải mã xác định qua vi lệnh sau: CHU KỲ LỆNH (tt) T0 : AR ← PC T1 : IR ← M[AR], PC ← PC + T2 : D0,…,D7 ← Giải mã IR (12-14) AR ← IR (0-11), I ← IR(15) Các chuyển ghi cho pha tìm CHU KỲ LỆNH (tt) T0 : AR ← PC thực sau: (1) Cho ngõ nhập chọn S2S1S0 = 010 để đặt PC lên bus (2) Cho lên LD AR để lấy bus đưa vào AR T1: IR ← M[AR] , PC ← PC + thực sau: (1) Lên ngõ nhập Read nhớ (2) Cho S2S1S0 = 111 để đặt nhớ lên bus (3) Lên LD IR để lấy bus vào IR (4) Lên INR PC để tăng PC CHU KỲ LỆNH (tt) • Xác định kiểu lệnh Sau giải mã, thời hiệu hoạt động T3 Trong T3 , đơn vị điều khiển xác định loại lệnh vừa đọc từ nhớ Lưu đồ chu kỳ lệnh CHU KỲ LỆNH (tt) • Lưu đồ cho thấy hoạt động chu kỳ lệnh cách điều khiển xác định loại lệnh giải mã • Ngõ mạch D7 = mã tác vụ 111 • Lệnh thuộc loại ghi nhập xuất • Ngõ mạch giải mã D7 = mã tác vụ 000-110 • Lệnh thuộc loại nhớ 10 LỆNH NHẬP XUẤT • Lệnh liệu nhớ phải xuất phát từ thiết bị nhập • Kết tính tốn phải chuyển cho người dùng qua thiết bị xuất • Máy tính thường dùng nhiều loại thiết bị nhập xuất • Để minh họa ta dùng trạm cuối gồm bàn phím máy in 31 CẤU HÌNH NHẬP XUẤT • Trạm cuối gởi nhận thơng tin • Mỗi lượng thơng tin gồm bit ký tự • Dãy thơng từ bàn phím dịch vào ghi nhập INPR • Dãy thơng tin cho máy lưu ghi xuất OUTR • Hai ghi liên lạc với giao tiếp truyền thông song song với AC 32 CẤU HÌNH NHẬP XUẤT (tt) Cấu hình nhập xuất 33 CẤU HÌNH NHẬP XUẤT (tt) • Hình cấu hình nhập xuất • Giao tiếp truyền nhận dãy thơng tin từ bàn phím truyền cho INPR • Giao tiếp nhận thơng tin từ OUTR gởi cho máy in • Cờ nhập 1bit FGL mạch lật điều khiển - Bằng thông tin sẵn sàng thiết bị nhập - Bằng máy nhận thông tin 34 CẤU HÌNH NHẬP XUẤT (tt) • Cờ dùng để đồng khác tốc độ thiết bị nhập máy • Qui trình chuyển thơng tin sau: - Khởi đầu FGI bị xóa - Khi nhấn phím, mã ký tự bit dịch vào INPR FGI lên - Khi cờ 1, INPR khơng thể thay đổi cách nhấn phím 35 CẤU HÌNH NHẬP XUẤT (tt) • Máy kiểm cờ FGI, 1, INPR chuyển song song vào AC xóa cờ • Khi xóa cờ, thơng tin dịch vào INPR cách nhấn phím khác • Thanh ghi xuất OUTR hoạt động tương tự ngược lại 36 CẤU HÌNH NHẬP XUẤT (tt) - Khởi đầu FGO lên - Máy kiểm bit cờ, 1, thông tin chuyển song song từ AC vào OUTR FGO bị xóa - Thiết bị xuất nhận thơng tin mã hóa, in ký tự tương ứng, thực xong, đặt cờ lên - Máy không nạp ký tự vào OUTR OUTR = lúc thiết bị xuất in ký tự 37 LỆNH NHẬP XUẤT • Lệnh nhập xuất dùng chuyển thông tin vào AC, kiểm bit cờ điều khiển ngắt • Lệnh nhập xuất có mã tác vụ 1111 nhận diện D7 = I = 38 NGẮT • Qui trình truyền thơng vừa nói điều khiển qua chương trình • Máy tính trì việc kiểm tra bit cờ, có trị đặt khởi phát việc truyền thơng • Sự khác biệt tốc độ luồng thơng tin máy tính thiết bị nhập-xuất làm cho cách truyền thông không hiệu 39 NGẮT (tt) • Ví dụ máy qua chu kỳ lệnh 1µs thiết bị xuất truyền tối đa 10 ký tự 1s tc ký t 100.000 às ã Hai lệnh thực máy kiểm tra bit cờ định khơng truyền • Như máy kiểm cờ 50.000 lần truyền • Như lãng phí làm nhiều việc khác khoảng thời gian 40 NGẮT (tt) • Một cách giải để thiết bị báo cho máy sẵn sàng truyền • Trong lúc máy bận việc khác • Loại sử dụng tính ngắt • Khi máy chạy chương trình khơng kiểm cờ • Khi cờ bật, máy tạm thời bị ngắt báo cờ bật • Máy tạm thời ngừng việc làm giúp việc nhập xuất • Sau trở tiếp tục chương trình thực 41 NGẮT (tt) • Mạch lật ngắt IEN đặt xóa lệnh • Khi IEN xóa (bằng lệnh IOF), cờ khơng thể ngắt máy • Khi IEN bật (bằng lệnh ION), máy ngắt • Hai lệnh cho phép người dùng định có dùng tính ngắt hay khơng 42 NGẮT (tt) • R mạch lật ngắt máy • Khi R = 0, máy qua chu kỳ lệnh • Trong pha thực chu kỳ lệnh, điều khiển kiểm IEN, tức người dùng không dùng ngắt, điều khiển tiếp tục chu kỳ lệnh kế • Nếu IEN =1, điều khiển kiểm cờ, tức hai ghi nhập/xuất chưa sẵn sàng chuyển thơng tin 43 NGẮT (tt) • Nếu hai 1, R bật lên • Tại cuối pha thực hiện, điều khiển kiểm R, qua chu kỳ ngắt thay chu kỳ lệnh • Chu kỳ ngắt cài đặt cứng tác vụ rẽ nhánh lưu địa quay • Địa quay có PC lưu vị trí đặc biệt giúp chương trình quay lệnh bị ngắt 44 NGẮT (tt) • Vị trí ghi xử lý, ngăn xếp vị trí nhớ đặc biệt • Ở ta chọn địa để lưu địa quay • Sau điều khiển đưa địa vào PC xóa IEN R để khơng có ngắt khác xảy xử lý ngắt 45 ... Giải mã lệnh (3) Đọc địa hiệu dụng từ nhớ lệnh có địa gián tiếp (4) Thực lệnh Khi hoàn tất bước 4, điều khiển trở bước để tìm, giải mã thực lệnh kế Qui trình lặp thực lệnh dừng CHU KỲ LỆNH (tt)...CHU KỲ LỆNH • Chương trình nhớ gồm dãy mã lệnh • Mỗi mã lệnh thực qua chu kỳ lệnh • Một chu kỳ lệnh bao gồm dãy tiểu chu kỳ pha • Trong máy chu kỳ gồm pha sau: CHU KỲ LỆNH (tt) (1) Tìm lệnh (2)... I’T3: thực lệnh ghi D7 IT3: thực lệnh nhập12 xuất CHU KỲ LỆNH (tt) • Khi thực lệnh nhớ với I = 0, không làm địa hiệu có AR • Tuy nhiên SC phải tăng D7’T3 = để thực lệnh nhớ (tại T4) • Lệnh ghi