9/22/2012. Assemblernivå Beskrivning av funktion Automatiskt styrd borrmaskin Positionera borr Starta borr Borra genom arbetsstycke...

Transkript

1 LV4 Fo10 Aktivera Kursens mål: Konstruera en dator mha grindar och programmera denna Aktivera Förra veckans mål: Koppla samman register och ALU till en dataväg Minnets uppbyggnad och anslutning till datavägen Program och hur detta lagras i minne Fatta hur datorn startar och arbetar Räknare och mera vippor Veckans mål: Konstruera styrenheten. genom att. implementera olika maskininstruktioner i styrenheten. Kunna använda instruktionslistan och skriva mycket enkla assemblerprogram Studera olika instruktionstyper och adresseringsmoder Använda utvecklingsmiljön för FLISP State Summaterm RTN Styrsignaler = 1 Kommentar 4 Q 4 *I 23 A+T R OE A, LD T, f 3 f 1 f 0 5 Q 5 *I 23 R A OE R, LD A, NF Mask. prog Tillhörande i minnet assemblerprog Adr. 0C F0 LDA #$23 0D 23 0E A6 ADDA $F3 0F F TFR A,X 11 4F CMPA #$ BLO $ Gr Datorteknik OHLV4 1 Gr Datorteknik OHLV4 2 Assemblernivå Beskrivning av funktion Automatiskt styrd borrmaskin Positionera borr Starta borr Borra genom arbetsstycke... LV4 Fo10 STAA BorrStyr Fortsätt LDAA BorrStat ANDA #B1Mask CMPA #BorrNere BNE Fortsätt --- Assemblerspråk Beskrivning av styrsignaler CP1: OE PC =1, LD Adr =1, Inc PC =1 CP2: MR=1, LD T =1 CP3: OE DR1 =1, LD R, f 3 =1 f 1 =1... Gr Datorteknik OHLV4 3 Gr Datorteknik OHLV4 4 1

2 Arb s 95 Processorns arbetssätt RESET Processorns arbetssätt - RESET Arb s 101 PC: Programräknare (Pekar på nästa instruktion) Datadel Processor Dataväg Styrenhet Adressdel PC PC= 10 Q0) Bilda adressen FF Maskin Assembler program program Adr ADDA #$ NOP 13 A6 ADDA $ Q3) Läs (start adr) 10 från adr FF i minnet till PC FE FF 10 Reset Vektor Q2) Adressera Gr Datorteknik OHLV4 Minnet (Adr FF) 5 TillståndSummaterm RTN-beskrivning Styrsignaler (=1) Q 0 Q 0 FF 16 R f 1, f 0, LD R Q 1 Q 1 R TA OE R, LD TA Q 2 Q 2 M PC MR, g 14, LD PC Gr Datorteknik OHLV4 6 Processorns arbetssätt FETCH Processorns arbetssätt - FETCH Arb s 109 PC: Programräknare (Pekar på nästa instruktion) Datadel Processor Dataväg Adressdel PC = 10 Maskin Assembler program program Adr ADDA #$ NOP ADDA $ I Reg Styrenhet FE FF 10 Reset Vektor Tillstånd Summaterm RTN-beskrivning Styrsignaler (=1) Q 3 Q 3 M(PC) I, PC+1 PC, 0 T, OE PC, LD I, INC PC, CLR T Gr Datorteknik OHLV4 7 Gr Datorteknik OHLV4 8 2

3 Processorns arbetssätt Execute Arb s 133 LV4 Fo10 ADDA #Data State Summa-term RTN Styrsignaler = 1 Kommentar 4 Q 4 *I 96 A+T R, ALU CC OE A, LD T, f 3 f 1 f 0, LD CC 5 Q 5 *I 96 R A OE R, LD A, NF Gr Datorteknik OHLV4 9 Gr Datorteknik OHLV4 10 Registeruppsättning Instruktionslistan s4 Adresseringssätt s4 Inherent [ih] Operanden eller operanderna ges direkt av instruktionen. Ingen extra operandinformation (utöver operationskod) krävs. Det finns ingen generell RTN-beskrivning för inherent adressering. Omedelbar (Immediate) [im] Operanden är kodad tillsammans med operationen. RTN: Assemblersyntax: M(PC+1) #<DATA> Gr Datorteknik OHLV4 11 Gr Datorteknik OHLV4 12 3

4 Adresseringssätt s5 Instruktionsgrupper s10 Absolut (Absolute) [ab] Operanden finns i minnet. Minnesadressen är kodad tillsammans med operationen. RTN: [M(PC+1)] Assemblersyntax: <ADRESS> Load/Store LDA, LDX, LDY, LDSP, LEAX / STA, STX, STY, STSP Data movement TFR, EXG Program (Flow) control JMP, JSR, BRA, BSR, B(condition), RTS, RTI Integer arithmetic ADDA, ADCA, SUBA, CLR, NEGA, DEC, INC Integer test CMPA, CMPX, CMPY, CMPSP, BITA, TSTA, TST Logical operations ANDA, ORA, ANDCC, ORCC, EORA, COMA, COM Shift/rotate ASRA, ASR, LSLA, LSL, LSRA, LSR, ROLA, ROL, RORA, ROR Stack operations PSHA, PSHCC, PSHX, PSHY, PULA, PULCC, PULX, PULY Misc. NOP Gr Datorteknik OHLV4 13 Gr Datorteknik OHLV4 14 Karta över operationskoder s11 Förklaring av innehållet i instruktionslistan s A0 3 B0 3 C0 3 D0 3 E0 F0 2 NOP PSHA BSR STX STX STX STX STX STX LDX LDX LDX LDX LDX LDA ih 1 ih 1 pc 2 ab 2 ns 2 nx 2 ax 1 ny 2 ay 1 im 2 ab 2 ns 2 nx 2 ny 2 im A1 3 B1 3 C1 3 D1 3 E1 3 F1 3 ANDC PSHX BRA STY STY STY STY STY STY LDY LDY LDY LDY LDY STA LDA C ih 1 pc 2 ab 2 ns 2 nx 2 ax 1 ny 2 ay 1 im 2 ab 2 ns 2 nx 2 ny 2 ab 2 ab 2 im A2 3 B2 3 C2 3 D2 3 E2 3 F2 3 ORCC PSHY BMI STSP STSP STSP STSP STSP STSP LDSP LDSP LDSP LDSP LDSP STA LDA im 2 ih 1 pc 2 ab 2 ns 2 nx 2 ax 1 ny 2 ay 1 im 2 ab 2 ns 2 nx 2 ny 2 ns 2 ns 2 Gr Datorteknik OHLV4 15 Instruktion/Variant Här anges instruktionens mnemonics med assemblersyntax för de tillgängliga adresseringssätten. Adressering OP Operationskod för instruktion, hexadecimal form # Antal bytes i instruktionen ~ Antal klockcykler som krävs för att utföra en instruktion Operationsbeskrivningar (RTN, register transfer notation) n Konstant uttryckt i talbas 10 N r Konstanten N uttryckt i talbasen r. Etc Etc etc etc etc Gr Datorteknik OHLV4 16 4

5 Instruktionen LSR Logical shift right RTN A >>1 A eller M >>1 M Flaggor N: Nollställs. Z: Ettställs om samtliga åtta bitar i resultatet blir noll. V: Ettställs om overflow vid 2-komplements-representation inträffar. C: bit 0 före skiftet blir ny carrybit efter skiftet. Beskrivning Skiftar operanden ett steg till höger, dvs. dividerar ett tal utan inbyggt tecken med 2 Instruktion Adressering Operation Flaggor LSR Variant metod OP # ~ N Z V C LSRA Inherent 0C 1 3 A>>1 A 0 LSR Adr Absolute 3C 2 4 M(Adr)>>1 M(Adr) LSR n,sp Indexed 4C 1 4 M(n+SP)>>1 M(n+SP) LSR n,x Indexed 5C 2 4 M(n+X)>>1 M(n+X) LSR A,X Indexed 6C 1 4 M(A+X)>>1 M(A+X) LSR n,y Indexed 7C 2 4 M(n+Y)>>1 M(n+Y) LSR A,Y Indexed 8C 1 4 M(A+Y)>>1 M(A+Y) Gr Datorteknik OHLV4 17 s13 Handassemblering Assemblerprogram Maskinprogram LDA #$3C ADDA $43 STA 4,X JMP $2E? Adr 18 F0 19 3C 1A 96 1B 43 1C 3E 1D 4 1E 33 1F 2E 20 Gr Datorteknik OHLV4 18 Disassemblering Maskinprogram Assemblerprogram Adr 18 F0 19 3C 1A 96 1B 43 1C 3E 1D 4 1E 33 1F 2E 20? LDA #$3C ADDA $43 STA 4,X JMP $2E LV4 Fo10 Gr Datorteknik OHLV4 19 Gr Datorteknik OHLV4 20 5

6 Adresseringsmoder Hur hitta datat som instruktionen skall jobba på/med Inherent Operanden (data) är inbyggd i Op-koden OPkod INCA Adresseringssätt Inherent [ih] Operanden eller operanderna ges direkt av instruktionen. Ingen extra operandinformation (utöver operationskod) krävs. Det finns ingen generell RTN-beskrivning för inherent adressering. s4 Immediate Operandfältet innehåller data OPkod data LDA #$12 Absolut Operandfältet innehåller adresseen till data OPkod adressen till data LDA $12 Omedelbar (Immediate) [im] Operanden är kodad tillsammans med operationen. RTN: M(PC+1) Assemblersyntax: #<DATA> Gr Datorteknik OHLV4 21 Gr Datorteknik OHLV4 22 Adresseringssätt s5 Programexempel för FLISP Addera 4 till talet som finns på minnesadress 1C 16 Absolut (Absolute) [ab] Operanden finns i minnet. Minnesadressen är kodad tillsammans med operationen. RTN: [M(PC+1)] Assemblersyntax: <ADRESS> Programmet skall placeras med start på adress Gr Datorteknik OHLV4 23 Gr Datorteknik OHLV4 24 6

7 LV4 Fo10 Execute State Summa-term RTN Styrsignaler = 1 Kommentar Gr Datorteknik OHLV4 25 Gr Datorteknik OHLV4 26 Arbetsgång: Knappa in en rad. Studera aktiverade signaler Studera bussens värden. Ge en klockpuls. Kontrollera nya registerinnehåll.. Var det detta jag ville??? Knappa in nästa rad, osv. LV4 Fo11 Veckans mål: Konstruera styrenheten. genom att. implementera olika maskininstruktioner i styrenheten. Kunna använda instruktionslistan och skriva mycket enkla assemblerprogram Studera olika instruktionstyper och adresseringsmoder Studera utvecklingsmiljön för FLEX Dagens mål: Skriva mycket enkla assemblerprogram Implementera flera instruktioner i styrenheten Öva på användning av instruktionslistan Utvecklingsmiljön för FLEX Gr Datorteknik OHLV4 27 Gr Datorteknik OHLV4 28 7

8 Execute LV4 Fo11 State Summa-term RTN Styrsignaler = 1 Kommentar Gr Datorteknik OHLV4 29 Gr Datorteknik OHLV4 30 Adressering med register X Adressering med register X - forts Minnet Program Data LDA Adr OP-kod Adr LDA,X OP-kod Alt 1 Alt 2 LDA $23 M(23 16 ) A LDX #$23 23 X LDA,X M(X) A Gr Datorteknik OHLV4 31 Gr Datorteknik OHLV4 32 8

9 Adressering med register X - forts Indirekt register med konstant offset (Indexed) [nr] Instrux s 7 Minnet X Start på data-area Indirekt register med ackumulator offset (Indexed)[aR] Program n Här är data Data LDA n,x OP-kod n Indirekt register med pre/post decrement/increment (Indexed) M(X+n) A Gr Datorteknik OHLV4 33 Gr Datorteknik OHLV4 34 Uppgift Execute Skriv en instruktionssekvens för FLEX-processorn som nollställer bit 3-0 i alla minnesord i adressintervallet 35 16, Använd X-registret för adressering. State Summa-term RTN Styrsignaler = 1 Kommentar Gr Datorteknik OHLV4 35 Gr Datorteknik OHLV4 36 9

10 LV4 Fo11 Hoppinstruktioner RESET FETCH EXECUTE Maskinprogram Tillhörande i minnet assemblerprogram Adr. 0C 10 LDB #$23 0D 23 0E 29 ADDB $F3 0F F TFR B,A 11 4F CMPB #$ BLO $ Villkorligao Ovillkorligahopp Gr Datorteknik OHLV4 37 Gr Datorteknik OHLV4 38 Ovillkorliga Hopp -Instruktioner JMP-Instruktion Arb s 123 Execute Ex: JMP $A6 Hoppa till Adr A6 16 och fortsätt (=gör FETCH) där OP-kod: $33 Ant. Byte: 2 RTN: EA PC Adr Minne $07 OP $06 OP $33 OP $A6 Adr.. A6 16 $A6 OP $23 Adr A7 16 INCA NEGA JMP $A6 ADDA $23 State Summa-term RTN Styrsignaler = 1 Kommentar EA: Effektiva Adressen Gr Datorteknik OHLV4 39 Gr Datorteknik OHLV

11 Villkorliga hopp Relativa hopp 1) Om vi inte bearbetat alla dataord - bearbeta nästa dataord - börja om från 1) 2 ) Annars fortsätt med annat arbete Om PIN-koden är korrekt given - öppna telefonen Annars - stäng telefonen någon addition Om C=1 - så hoppa till felrutin Annars - fortsätt beräkningen Instruktionsformat OP-kod JMP Adr Adr RTN-beskrivning: Adr PC Instruktionsformat BRA Adr Minnes Instruktioner Adress i minnet k k+1 k+2 k+3 k+4 k+5 k+6 k+7 k+8 k+9 k+a Maskininstruktion i Maskininstruktion i+1 Maskininstruktion i+2 Maskininstruktion i+2 Maskininstruktion i+3 Maskininstruktion i+3 Maskininstruktion i+4 Maskininstruktion i+4 Maskininstruktion i+5 Maskininstruktion i+6 Maskininstruktion i+6 Vid villkorliga hopp används relativa hoppinstruktioner OP-kod Offset RTN-beskrivning (Processorn utför): PC+Offset PC Gr Datorteknik OHLV4 41 Gr Datorteknik OHLV4 42 Relativa hopp - forts Implementera EXECUTE-fasen för BRA Adr. Arb s 124 Instruktionsformat BRA Adr OP-kod Offset RTN-beskrivning: PC+Offset PC TillAdress - FrånAdress = Offset Minnes Instruktioner Adress i minnet k k+1 k+2 k+3 k+4 k+5 k+6 k+7 k+8 k+9 k+a Maskininstruktion i Maskininstruktion i+1 Maskininstruktion i+2 Maskininstruktion i+2 Maskininstruktion i+3 Maskininstruktion i+3 Maskininstruktion i+4 Maskininstruktion i+4 Maskininstruktion i+5 Maskininstruktion i+6 Maskininstruktion i+6 State Summa-term RTN Styrsignaler = 1 Kommentar Gr Datorteknik OHLV4 43 Gr Datorteknik OHLV

12 LV4 Fo11 Vi höjer abstraktionsnivån Borrprogram STAA BorrStyrRegister EjNere LDAA BorrStatusRegister ANDA #Bottensensor CMPA #BorrNere BNE EjNere --- Gr Datorteknik OHLV4 45 Borrprogram STAA $FE LDAA $FD ANDA #$20 CMPA #$20 BNE $B2 --- Gr Datorteknik OHLV4 46 Utvecklingsmiljö för FLEX En utvecklingsmiljö innehåller: Editor otextredigering Assemblator (Översätter till maskinkod) oassemblerdirektiv (Styrinformation till assemblatorn) Laddare oflytta maskinkod från utvecklingssystemet till målsystemet Simulatorer oprocessorn ominnet oi/o Hjälpsystem oinstruktionslistor etc. etc. Gr Datorteknik OHLV4 47 Adress (Hex) 1F NY SIMULATOR ETERM för FLISP Maskin kod Assembler kod 20 F0 LDA #$ INCA 23 E1 STA $ NEGA BRA $22 27 FA Arb s 146 Gr Datorteknik OHLV

13 En källfil En listfil Sid 162 Gr Datorteknik OHLV4 49 Radnumrering Maskinprogram Minnesadress Gr Datorteknik OHLV4 Ditt assemblerprogram 50 Assemblatordirektiv Instrux s9 I/O-simulator ORIGIN : Anger startadress för påföljande kod/data. Om en ORG <Val> symbol används för att ange startadressen måste symbolen vara definierad, dvs inga framåtreferenser är tillåtna här. Sym EQU <Val> EQUATE : Symbolen Sym representerar värdet <Val>. [Sym] FCB <Val>,<Val>... FORM CONSTANT BYTE : Skapar en sträng med initierade data i minnet [Sym] FCS <ASCII tecken> FORM CONSTANT STRING": Skapar en sträng med ASCIItecken i minnet. [Sym] RMB <Val> RESERVE MEMORY BYTES : Reservera <Val> bytes i minnet. Minnesinnehållet på dessa adresser är odefinierat. Gr Datorteknik OHLV4 51 Gr Datorteknik OHLV