Структура микропроцессора


Укрупненная структурная схема МП ВМ86 содержит две относи­тельно независимые части: операционное устройство, реализующее заданные командой операции, и устройство шинного интерфейса, осуществляющее вы­борку команд из памяти, а также обращение к памяти и внешним устройствам для считывания операндов и записи результатов. Оба устройства могут работать параллельно, что обеспечивает совмещение во времени процессов выборки и исполнения команд. Это повышает быстродействие МП, так как операционное устройство, как правило, выполняет команды, коды которых уже находятся в МП, и поэтому такты выборки команды не включаются в ее цикл.

Операционное устройство МП содержит группу общих регистров, арифме­тико-логическое устройство (АЛУ), регистр флагов F и блок управления.

Восемь 16-битовых регистров общего назначения участвуют во многих командах. В этих случаях регистры общего назначения кодируются трехбитовым кодом, который размещается в соответствующем поле (или полях) формата команды.

В соответствии с основным назначением рассматриваемых регистров выделяют регистры AX, BX, CX, DX, используемые, прежде всего для хранения данных, и регистры SP, ВР, SI, DI, которые хранят главным образом адресную информацию. Особенностью регистров АХ, BX, CX, DX является то, что они опускают раздельное использование их младших байтов AL, BL, CL, DL и старших байтов АН, ВН, СН, DH. Тем самым обеспечивается возможность обработки, как слов, так и байтов и создаются необходимые условия для программной совместимости ВМ86 и ВМ80.

Все остальные регистры являются неделимыми и оперируют 16-битовыми словами, даже в случае использования только старшего или младшего байтов. Указательные регистры SP и ВР хранят смещение адреса в пределах текущего стекового сегмента памяти, а индексные регистры SI и DI хранят смещение адреса соответственно в текущем сегменте данных и в текущем дополнительном сегменте. Однако при использовании этих регистров для адресации операндов возможна смена сегментов памяти.

Арифметическо-логическое устройство (АЛУ) содержит 16-битовый ком­бинационный сумматор, с помощью которого выполняются арифметические операции, наборы комбинационных схем для выполнения логических операций, схемы для операций сдвигов и десятичной коррекции, а также регистры для временного хранения операндов и результатов.

К АЛУ примыкает регистр флагов F. Его младший байт FL полностью соответствует регистру флагов К580ВМ80, а старший байт FH содержит четыре флага, отсутствующие в К580ВМ80. Шесть арифметических флагов фиксируют определенные признаки результата выполнения операции (арифметической, логической, сдвига или загрузки регистра флагов). Значения этих флагов (кроме флага AF) использу­ются для реализации условных переходов, изменяющих ход выполнения про­граммы. Различные команды влияют на флаги по-разному.

Структурная схема МП ВМ86

Рис. 2.20. Структурная схема МП ВМ86