KIẾN TRÚC CPU VÀ TẬP LỆNH

Bùi Minh Thành Hiệu đính từ giảng thầy Hồ Trung Mỹ (BMDT- DHBK) KIẾN TRÚC CPU VÀ TẬP LỆNH Nội dung 2.1 Sơ đồ khối CPU bit 2.2 Tổ chức ghi 2.3 Tổ chức nhớ 2.4 Ghép nối bus hệ thống 2.5 Chu kỳ bus, chu kỳ máy 2.6 Các phương pháp định địa 2.7 Tập lệnh Vi xử lý Có nhiều loại vi xử lý (VXL) từ đơn giản đến phức tạp Phụ thuộc vào độ rộng bus liệu, ghi ALU, có VXL bit , bit , 16bit, 32 bit , 64 bit … Thí dụ Z80 VXL bit 8086/88 VXL 16 bit Tất VXL có Bus địa Bus liệu Các tín hiệu điều khiển: RD, WR, CLK , RST, INT, Bus nội ngoại Bus nội (Internal bus) đường dẫn để truyền liệu ghi ALU VXL Bus ngoại (External bus) dùng cho bên nối đến RAM, ROM I/O Độ rộng bus nội ngoại khác Thí dụ 8088: bus nội 16 bit, bus ngoại bit 8086: bus nội 16 bit, bus ngoại 16 bit 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI CPU BIT CƠ BẢN Sơ ñồ chức gán chân chip Z80 Có nhóm tín hiệu: Bus địa 16 đường (A0 đến A15) Bus liệu đường (D0 đến D7) đường điều khiển hệ thống đường điều khiển CPU đường điều khiển bus CPU ( ) đường dành cho nguồn cấp điện xung nhịp (+5V, GND, CLK) Mô tả chân Z80 1) Bus ñịa chỉ: A15-A0 Bus ñịa (xuất, tích cực cao, 3-state) Dùng ñể truy cập nhớ cổng I/O 2) Bus liệu: D7-D0 Bus liệu (nhập/xuất, tích cực cao, 3-state) Dùng ñể trao ñổi liệu với nhớ, I/O ngắt Mô tả chân Z80 3) ñường ñiều khiển hệ thống Báo cho nhớ thiết bị ngoại vi biết chúng sử dụng tín hiệu bus ñịa bus liệu -/M1: + Một chu kỳ máy (xuất, tích cực thấp) + Báo cho thiết bị biết Z80 ñang nhận lệnh + Cùng với MREQ chu kỳ nạp mã lệnh (Opcode) + Cùng với IORQ chu kỳ xác nhận INT 10 Thí dụ 2: ðiền giá trị byte ñịa thấp vào ô nhớ có ñịa từ 8100H ñến 817FH LOOP: ORG 8000H LD HL, 8100H LD A, 00H LD C, 80H LD (HL), A INC HL INC A DEC C JP NZ, LOOP HALT END 77 Thí dụ 3: Nhân 10 lần giá trị ñược cất cặp ghi HL MULT10: ADD LD LD ADD ADD ADD RET HL, HL D, H E, L HL, HL HL, HL HL, DE ; 2X HL ; (HL)=>(DE) ; x HL ; x HL ; (8+2) x HL 78 Thí dụ 4: Chuyển chuỗi liệu 737 byte vị trí nhớ DATA ñến vị trí nhớ BUFFER, tác vụ ñược lập trình sau LD HL, DATA LD DE, BUFFER LD BC, 737 LDIR ; Lấy ñịa bắt ñầu DATA ; Lấy ñịa bắt ñầu BUFFER ; Chiều dài chuỗi ký tự ; Chuyển chuỗi–Chuyển nhớ ; HL vào ô nhớ ñược DE ; tăng HL DE lên ;Giảm bớt BC ñi 1, cho ñến BC= 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91