Краткое описание микропроцессора К181ВМ86 (Раздаточные материалы)
Описание файла
Файл "Краткое описание микропроцессора К181ВМ86" внутри архива находится в папке "Раздаточные материалы". Документ из архива "Раздаточные материалы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "элементы электронной и микропроцессорной техники" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "элементы электронной и микропроцессорной техники" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Краткое описание микропроцессора К181ВМ86"
Текст из документа "Краткое описание микропроцессора К181ВМ86"
Краткое описание микропроцессора К181ВМ86
Микропроцессор имеет разрядность шины данных 16 бит, шины адреса 20 бит. Схема процессора представлена на рис.1:
Рис.1
В процессоре имеется восемь 16-разрядных регистров общего назначения: AX – аккумулятор, BX – базовый регистр, CX – счетчик, DX – регистр данных, SP – указатель стека, BP – указатель базы, SI – индекс источника, DI – индекс приемника. Обычно регистры AX, BX, CX и DX используются для хранения данных, регистры SP, BP, SI, DI - для адресной информации. Для регистров AX, BX, CX, DX возможно также раздельное использование младших и старших байтов (AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL).
Регистр флагов F:
FH | FL | ||||||||||||||
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
x | x | x | x | OF | DF | IF | TF | SF | ZF | x | AF | x | PF | x | CF |
Арифметические флаги:
CF – флаг переноса, фиксирует значение переноса из старшего бита результата при сложении, либо заема при вычитании, а также значение выдвигаемого бита при сдвиге операнда
PF – флаг паритета, фиксирует четное число единиц в младшем байте результата
AF – флаг вспомогательного переноса, фиксирует перенос из младшей тетрады (используется при выполнении десятичной коррекции)
ZF – флаг нулевого результата
SF – флаг знака, равен старшему разряду результата при работе со знаковой арифметикой
OF – флаг переполнения
Флаги управления:
DF – флаг направления обработки цепочек команд: DF=0 – в сторону больших адресов, DF=1 – в сторону меньших.
IF – флаг разрешения прерываний: IF=0 прерывания запрещаются, IF=0 – разрешаются.
TF – флаг трассировки: TF=1 – пошаговый режим работы.
Блок сегментных регистров состоит из четырех 16-разрядных регистров CS, SS, DS, ES, которые хранят базовые адреса сегментов памяти: CS – сегмент команд, SS – сегмент стека, DS – сегмент данных, ES – дополнительный сегмент (обычно также используется для хранения данных).
Указатель команд IP хранит смещение следующей команды в текущем кодовом сегменте.
Организация памяти в процессоре
Память представляет собой набор последовательно расположенных байтов, каждый из которых имеет 20-разрядный адрес. Два смежных байта могут рассматриваться как 16-битное слово, адресом слова считается адрес младшего байта (он меньше, чем адрес старшего байта). Адресное пространство имеет емкость 1 Мбайт и разбито на сегменты емкостью 64 Кбайт, которые характеризуются базами. Начальные адреса четырех текущих сегментов записываются в сегментные регистры CS, SS, DS, ES; для перехода к другой области памяти достаточно сменить содержимое сегментного регистра.
Каждая ячейка памяти характеризуется логическим и физическим адресом. Физический адрес представляет собой 20-разрядное число, однозначно определяющее положение ячейки в памяти. Логический адрес ячейки состоит из двух 16-битовых значений: базы сегмента и смещения внутри сегмента относительно базы (определяет расстояние от начала сегмента до этой ячейки). Для пересчета логического адреса в физический база сегмента сдвигается влево на 4 бит и суммируется со смещением. Если при суммировании возникает бит переноса, он игнорируется; таким образом, после ячейки памяти с адресом FFFFF идет ячейка с адресом 00000, то есть возникает кольцевая организация памяти (она также присуща каждому сегменту в отдельности).
Обращение к памяти.
К каждому сегменту памяти обращение осуществляется отдельно. Прямая передача информации между сегментами невозможна, для этого необходимо использовать регистры общего назначения.
Для обращения к памяти используются 4 регистра: BX, SI, DI, BP, а также смещение, задаваемое непосредственной величиной: d8 – 8 бит или d16 – 16 бит. Комбинируя эти регистры и смещения внутри квадратных скобок [ ], можно задействовать любую ячейку памяти.
[BX + SI] | [SI] | [BX + SI + d8] |
[SI + d8] | [BX + SI + d16] | [SI + d16] |
Для примера примем DS=100, BX=30, SI=70. В этом случае адрес [BX+SI]+25 будет преобразован процессором в следующий физический адрес: 100*16+30+70+25=1725.
По умолчанию сегментный регистр DS используется всегда, кроме режимов с регистром BP, в этом случае используется сегментный регистр SS.
Адреса задаются в шестнадцатеричном коде.
Структура команд процессора
Двухоперандные команды:
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Код операции | d | s | md | reg | r/m | ||||||||||
disp L | disp H |
Бит d указывает направление передачи: d=1 – передача операнда или результата операции в регистр, указанный в поле reg, d=0 – передеча из регистра reg. Бит s показывает формат данных: s=1 – слово, s=0 - байт
Поле reg определяет второй операнд, обязательно находящийся в регистре; поле r/m (регистр/память) определяет первый операнд, который может находиться в регистре или памяти.
reg, r/m | s=0 | s=1 | reg, r/m | s=0 | s=1 |
000 | AL | AX | 100 | AH | SP |
001 | CL | CX | 101 | CH | BP |
010 | DL | DX | 110 | DH | SI |
011 | BL | BX | 111 | BH | DI |
Поле md показывает, содержится первый операнд в памяти или в регистре, а в случае расположения операнда в памяти определяет вариант использования смещения disp, которе может находиться в третьем и четвертом байтах команды:
md=00 – операнд содержится в памяти, disp=0 (смещение отсутствует)
md=01 – операнд содержится в памяти, disp=disp L (команда содержит 8-битовое смещение, которое расширяется со знаком до 16 бит)
md=10 – операнд содержится в памяти, disp=disp H, disp L (команда содержит 16-битовое смещение)
md=11 – операнд содержится в регистре
Однооперандные команды:
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Код операции | s | md | Код операции | r/m | |||||||||||
disp L | disp H |
Могут содержать от 2хдо 4х байт в зависимости от s и md
Команды с непосредственной адресацией:
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Код операции | s | w | md | Код операции | r/m | ||||||||||
disp L | disp H | ||||||||||||||
data L | data H |
Могут содержать до 3х слов. Поля s и w показывают, как используются последние 2 байта команды:
s | w | |
x | 0 | data=data L (8 разрядов) |
0 | 1 | data=data H, dataL (16 разрядов) |
1 | 1 | data=data L (расширение до 16-разрядного слова со знаком) |
Описание эмулятора
Для выполнения работы используется эмулятор процессора emu8086. Окно программы имеет следующий вид:
Рис.2
Текст программы набирается в поле редактора построчно. Комментарии записываются после знака «;».
Числа допускается записывать в любой системе счисления, при этом после числа ставится обозначение: h – шестнадцатеричное, b – двоичное, o – восьмеричное, например: 1ah, 101b, 71o. Числа без обозначения считаются десятичными. Если в записи шестнадцатеричного числа старшим разрядом является буква (A..F), то перед ней необходимо поставить «0».
Для создания циклов, условных и безусловных переходов используются команды LOOP, JMP, JA, JC и т.п. и метки вида:
label:
В конце программы рекомендуется ставить команду RET