1、三、模型機(jī)的指令微流程,1.取指階段FIC 2.取操作數(shù)階段FDC 3.各種執(zhí)行階段EXEC,1. 取指令階段FIC,主存 MM,IR,PC,AR,取指階段是任何指令都必須經(jīng)歷的第一個階段，故稱“公操作”階段,注釋1,注釋2,通過READY 封鎖時鐘實現(xiàn)WAIT,注釋1：等待整數(shù)個節(jié)拍周期, 通過READY 封鎖時鐘實現(xiàn),注釋2：,IR159=0:表明這是轉(zhuǎn)移類指令，或者是無操作數(shù)的指令。,轉(zhuǎn)移類指令格式為：,無操作數(shù)指令格式為：,2. 取操作數(shù)階段FDC單字、單操作數(shù)指令,如果是雙操作數(shù),另一個操作數(shù)在執(zhí)行階段取出.,AX,BX,CX,DX,DR,2. 取操作數(shù)階段FDC 寄存器尋址,SP,

2、BP,DI,SI,AR,主存 MM,DR,2. 取操作數(shù)階段FDC 寄存器間接尋址,2. 取操作數(shù)階段FDC雙字指令、取第二操作數(shù),2. 取操作數(shù)階段FDC 立即尋址,主存 MM,PC,AR,DR,PC,AR,主存 MM,DR,AR,主存 MM,DR,2. 取操作數(shù)階段FDC 直接尋址,2. 取操作數(shù)階段FDC 間接尋址,訪問存儲器3次,PC,AR,主存 MM,DR,AR,主存 MM,AR,主存 MM,DR,2. 取操作數(shù)階段FDC 間接尋址,2. 取操作數(shù)階段FDC變址尋址,PC,AR,主存 MM,DR,BP,S,T,AR,主存 MM,DR,2. 取操作數(shù)階段FDC 基址尋址,PC,AR,主

3、存 MM,DR,S,T,AR,主存 MM,DR,PC,2. 取操作數(shù)階段FDC 相對尋址,PC,AR,主存 MM,DR,SI,S,T,AR,主存 MM,DR,2. 取操作數(shù)階段FDC 源變址尋址,PC,AR,主存 MM,DR,DI,S,T,AR,主存 MM,DR,2. 取操作數(shù)階段FDC 目的變址址尋址,2. 取操作數(shù)階段FDC,主存 MM,AX,BX,CX,DX,DR,取數(shù)階段結(jié)束后，無論何種尋址方式，取得的操作數(shù)都暫存于DR寄存器中。,AR,如果操作數(shù)從內(nèi)存取得，則取數(shù)結(jié)束后AR中保留著該操作數(shù)在內(nèi)存中的存放地址,2. 取操作數(shù)階段的DR和AR,3.雙操作數(shù)算邏運算指令的EXEC,雙操作數(shù)

4、算術(shù)運算指令有 ADD、ADC、SUB、SBB、CMP 雙操作數(shù)邏輯運算指令有： AND、OR、XOR、TEST 說明： CMP指令做的是減運算，TEST指令做的是邏輯與運算，但其不同于SUB和AND指令之處是只根據(jù)運算結(jié)果置條件碼，并不回送運算結(jié)果。,3.雙操作數(shù)算邏運算指令的EXEC,在取操作數(shù)階段中，實際上只取了一個由Rx指明的操作數(shù)。對于雙操作數(shù)，另一個操作數(shù)在寄存器Ry中，在執(zhí)行周期取出。 分兩種情況： Ry 為目的操作數(shù) Ry 為源操作數(shù),AX,BX,CX,DX,SP,BP,DI,SI,DR,S,RyIB,T,Ryin,3.雙操作數(shù)算邏運算指令EXEC, Ry為目的寄存器,AX,B

5、X,CX,DX,SP,BP,DI,SI,DR,S,RyIB,T,Rxin,3.雙操作數(shù)算邏運算指令EXEC,Ry為源寄存器 Rx為寄存器尋址,AX,BX,CX,DX,SP,BP,DI,SI,DR,S,RyIB,T,DR,AR,主存 MM,當(dāng)?shù)谝粋€操作數(shù)從內(nèi)存取得時，則取數(shù)結(jié)束后AR中保留著該操作數(shù)在內(nèi)存中的存放地址,3.雙操作數(shù)算邏運算指令EXEC, Ry為源寄存器 Rx為內(nèi)存尋址,3.雙操作數(shù)算邏運算指令EXEC,4. 雙操作數(shù)的MOV指令的EXEC,在FDC階段中，只取了一個由Rx指明的操作數(shù)。另一個操作數(shù)在寄存器Ry中，在執(zhí)行周期取出。,AX,BX,CX,DX,SP,BP,DI,SI,D

6、R,Ryin,4.MOV指令的EXECRy為目的寄存器,AX,BX,CX,DX,SP,BP,DI,SI,RyIB,Rxin,4.MOV指令的EXECRy為源寄存器,Rx為目的寄存器,AX,BX,CX,DX,SP,BP,DI,SI,RyIB,DR,AR,主存 MM,4.MOV指令的EXECRy為源寄存器,Rx為內(nèi)存尋址,4.MOV指令的EXEC,5. IMUL指令的EXEC,IMUL為帶符號數(shù)的16位16位乘法指令，指令中只給出被乘數(shù)，乘數(shù)應(yīng)預(yù)先置入AX中，其積為32位，積的高位存于DX，低位存于AX 所需要的節(jié)拍數(shù)最少為16+3=18個T，最多為 216+3=35個T 依據(jù)Booth一位乘法原

7、理,乘數(shù)已預(yù)先置入AX中,1、初始化；,DR,S,AX,0-T,0- AX-1,CT,0-CT,T,2、運算：如圖， （1）AX0AX-1=10（SUB）或01（ADD） 時執(zhí)行，其余情況該步忽略。,（2） SAR(T, AX, AX-1)， 1CT,（3） 重復(fù)執(zhí)行（1）（2）兩步滿16次 結(jié)束運算過程；,3、得到運算結(jié)果,T,T,AX,SAR(T, AX, AX-1),CT,1CT,DX,5.IMUL指令的EXEC,6.單操作數(shù)算邏指令的EXEC,單操作數(shù)算術(shù)指令有INC,DEC, NEG 單操作數(shù)邏輯運算指令有NOT 這類指令的執(zhí)行在暫存器S中進(jìn)行,DR,S,S,DR,AR,主存 MM,

8、6.單操作數(shù)算邏運算指令EXEC, 內(nèi)存尋址方式,DR,S,S,Rxin,SP,BP,DI,SI,AX,BX,CX,DX,6.單操作數(shù)算邏運算指令EXEC, 寄存器尋址方式,移位操作在暫存器T中進(jìn)行，移位次數(shù)隱含在CX寄存器中,DR,T,（1）移一位，并且CX內(nèi)容減1,（2）重復(fù)（1），直到CX的值為0,（3）保存結(jié)果,CX,T,Rxin,1CX,7.移位類指令的EXEC 寄存器尋址,移位操作在暫存器T中進(jìn)行，移位次數(shù)隱含在CX寄存器中,DR,T,（1）移一位，并且CX內(nèi)容減1,（2）重復(fù)（1），直到CX的值為0,（3）保存結(jié)果,CX,T,1CX,DR,AR,主存 MM,7.移位類指令的EXE

9、C 內(nèi)存尋址方式,8.堆棧操作指令的EXEC,PUSH OPR (SP)-2SP, (OPR)(SP) POP OPR (SP)(OPR), (SP)+2SP 實際上是雙操作數(shù) 對于POP操作 OPR是目的操作數(shù)，F(xiàn)DC中取到DR的數(shù)是沒用的，有用的只是AR中指定的內(nèi)存地址（若操作數(shù)位于內(nèi)存）,PUSH OPR (SP)-2SP, (OPR)(SP),SP,SP的值減2（-2SP）,DR,AR,主存 MM,8.PUSH指令的EXEC,POP OPR (SP)(OPR), (SP)+2SP,SP,SP的值加2（+2SP）,AR,主存 MM,DR,主存 MM,先將AR中存放的內(nèi)存地址保護(hù)于T暫存器

10、，待讀出棧頂元素后再將內(nèi)存地址恢復(fù),8.POP指令的EXEC,目標(biāo)操作數(shù)為內(nèi)存型,AR,POP OPR (SP)(OPR), (SP)+2SP,SP,AR,主存 MM,DR,主存 MM,T,AR,SP的值加2（+2SP）,8.正確的POP指令EXEC,目標(biāo)操作數(shù)為內(nèi)存型,9.子程序調(diào)用與返回指令的EXEC,CALL addr：(SP)-2SP，PC(SP)，addrPC 在FDC中已經(jīng)將子程序第一條指令所在內(nèi)存地址存 放于AR中，（實際上子程序的第一條指令碼也被作為 操作數(shù)取至DR中，只不過沒有作用）。 在將目標(biāo)地址即(AR)PC之前，需先將斷點保護(hù)起 來，即PC(SP)。AR內(nèi)容將被SP覆蓋

11、，因此，需要 先將AR中的目標(biāo)地址暫時存于T中。 注：書上將尋址方式限制為只有直接尋址，其實不 必，只要不是寄存器尋址和立即尋址就可以。 RET；(SP)PC，將棧頂單元內(nèi)容取出裝入PC中,AR,SP,AR,T,SP內(nèi)的值減2（2SP）,PC,DR,主存 MM,PC,子程序首地址 暫存于T,子程序首地 址裝入PC,返回地址入棧,9.子程序調(diào)用（CALL）指令的EXEC,SP,AR,主存 MM,SP的值加2（+2SP）,PC,9.子程序返回（RET）指令的EXEC,10.轉(zhuǎn)移類指令的EXEC,轉(zhuǎn)移類指令分為三類： 無條件轉(zhuǎn)移 JMP； 條件轉(zhuǎn)移，這類指令有17條 JZ，JNZ，JS，JNS，JO，JNO，JP，JNP，JC，JNC， JBE，JA，JL，JGE，JLE，JG，JCXZ； 循環(huán)指令，有3條，LOOP，LOOPZ，LOOPNZ 循環(huán)次數(shù)隱含于CX中。 模型機(jī)轉(zhuǎn)移類指令均為雙字長指令，固定為相對PC尋址，由第二字指定位移量disp。雖然轉(zhuǎn)移類指令應(yīng)屬于單操作數(shù)指令,但在微流程上，按無操作數(shù)設(shè)計。操作數(shù)(位移量disp)在EXEC階段取出。 若不滿足轉(zhuǎn)移