Microcomputadores Prof: Tatiana Marín R.

Lenguaje máquina = lenguaje binario InstrucciónLenguaje máquina (binario)OP ( hex)Nemónico Restar F0SUB Sumar FADD Cargar el acumulador FFLDA Almacenar el acumulador STA Operación AND A7AND Operación OR AORA Fin END

Programación en 3 lenguajes InstruccionesNemónicoOPBinario Cargar el acumulador con 19LDA 19FF Operación AND con A2AND A2A A Almacenar AC en 23STA FinEND881000

Tipos de Lenguaje Programa fuente Programa traductor Lenguaje máquina

Tipos de Instrucciones Aritméticas : incluyen todas aquellas con las que se puede realizar operaciones aritméticas,suelen ser sólo dos : suma y resta. Logicas : efectúan operaciones lógicas tales como : AND,OP, EOR, NAND, etc. De transferencia : Sirven para trasladar datos,entre diferentes registros de trabajo,ó entre estos y la memoria y los módulos I/O.

Tipos de Instrucciones De salto : permite que la ejecución del programa salte a una dirección especificada, alterando el contenido del PC. Estas instucciones pueden ser : - condicionales : si el salto se efectúa previo una condición determinada. - incondicionales : cuando se realiza siempre el salto.

Tipos de Instrucciones De llamada a subrutina : Una subrutina es una parte del programa que realiza una determinada función de carácter repetitivo. Cada vez que el programa precisa de dicha función llama a la subrutina,la ejecuta y una vez completada regresa al punto de partida.Al final de la subrutina existirá la instrucción RET,con la que se saca del Stack la dirección de retorno al programa principal. Existe un grupo de instrucciones para llamar subrutinas ; CALL dirección – forma incondicional, o bién, CC dirección – forma condicional que indica su dirección de inicio y es llamada solo si el flag de carry C está en 1.

Tipos de Instrucciones De empleo del STACK POINTER : instrucciones que guardan el contenido de registros o datos de forma temporal en la zona de memoria que direcciona el Stack para luego sacarlos cuando se precise : PUSH guarda en la memoria de Stack POP recupera del Sack

Tipos de Instrucciones De Entrada y Salida: instrucciones para transferir datos con los perifericos del sistema. IN puerta –carga en el acumulador el dato que exista en la puerta indicada. OUT puerta –coloca en una determinada puerta el contenido del acumulador.

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Directo : Detrás del código OP de la instrucción se indica la dirección donde se encuentra el operando. Operando se encuentra en página cero en donde se pueden controlar 256 localizaciones.( FF) Ej: ADD A 5F nemónico 9B 5F máquina Suma el A con el contenido de la dir. 5F A --- A + M(5F)

Modos de Direccionamiento Dir. Directo Extendido : direccionamiento directo con campo de dirección de 2 bytes. (página y dirección) Ej : ADD A 01 4E BB 01 4E 01 byte orden bajo “ posición “ 4E byte orden alto “ posición “

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Relativo : dirección del operando es especificada en relación al PC. Dirección especificada + valor presente del PC = dir. del operando. Suma a los 8 bits LSB del PC Ej : instrucción de bifurcación BRA dirección : PC + 03

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Indexado : similar al relativo pero basado en el Registro Indice especificado previamente. Válido para programas que incluyen tablas o arreglos de números. Primer elemento en el registro indice y el resto son direccionados en relación al primero. El resultado de la suma se guarda en un registro temporal de 16 bits para no alterar el contenido del registro indice. Ej : ADD A 23 AB 23 dirección: X (reg.indice) + 23

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Inmediato : operando definido inmediatamente después del código de operación. Ej. : LDA A $09 nemónico máquina A---09

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Inherente o Implicito en la instrucción. Ej : Complemento 1 del Acumulador

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Indirecto : provee la dirección en la cual se encuentra la dirección del operando. Permite direccionar grandes bloques de memoria por instrucciones de una sola palabra. Hay microprocesadores que admiten hasta 13 modos de direccionamiento diferentes, los mencionados son los más importantes y hay modos derivados de los anteriores.

Ejecución de las instrucciones La Unidad de Control provee pulsos de temporización apropiados para el desarrollo de la instrucción. La unidad de control habilita puertos AND C (C--B) entonces B está en el bus. Luego un pulso de entrada al registro C para ingresar el contenido del bus.

Ejecución de las instrucciones El bus puede llevar información de un registro a la vez. Fig.14

Transferencia de datos entre dos registros bajo la dirección de la unidad de control

Ejecución de las instrucciones Los pulsos son producidos en sincronismo con pulsos de reloj.

Ejecución de las instrucciones La mayoría de los microprocesadores tiene un conjunto fijo de instrucciones, unos pocos tienen unidad de control microprogramables los que permiten cambiar el conjunto de instrucciones, estos contienen ROM.

Unidad de E/S Permiten la comunicación del microp. con el mundo exterior. Los dispositivos de E/S se denominan periféricos. Todos los periféricos necesitan de una interface para interactuar con los buses del sistema microp.

Métodos para manejar los dispositivos de I/O Mediante Instrucciones específicas de I/O, que se emplean en el programa de control para acceder al periférico. Mediante Acceso Directo a Memoria (DMA).La cpu pone HiZ los buses de direcciones y de datos.Un dispositivo controlador DMA toma el control de los buses y pasa los datos directamente entre el dispositivo I/O y la memoria.

Métodos para manejar los dispositivos de I/O Mediante Técnicas de Interrupción. El periférico activa las líneas de interrupción de la CPU, que detienen el programa en ejecución y trasladan el contador de programa PC a la dirección de inicio de otro programa, creado especialmente para atender el periférico que solicita la interrupción. Suele denominarse rutina de servicio.

Métodos para manejar los dispositivos de I/O Mediante el tratamiento de I/O como Elemento de Memoria. Permite el empleo de las mismas instrucciones para acceso a memoria y a I/O. Una zona del mapa de memoria es reservada para los dispositivos I/O (memoria mapeada). Estas posiciones se llaman puerts I/O. Escribir o leer en estos puertos equivale a hacerlo en el periférico

Ejecución de las instrucciones El computador opera con un clock. Un número de ciclos de reloj son necesarios para realizar las tareas específicas de una instrucción. Ciclo de Instrucción : Ejecuta la instrucción. 1 o más ciclos de máquina

Ejecución de las instrucciones Ciclo de máquina.Se divide en : 1.- Ciclo FETCH (búsqueda) - MAR entrega la dirección de una instrucción en memoria - MDR ( B-registro de datos) la instrucción es decodificada y la instrucción es leída.

Ejecución de las instrucciones 2.- Ciclo EXEcute ( ejecución ) La instrucción es decodificada y la operación es realizada.

Ciclo típico de máquina