ORT2/K3 2021

Postavka

Posmatra se deo računara koji čine memorija i procesor. Memorija je kapaciteta 2¹⁶ bajtova. Širina memorijske reči je 1 bajt. Procesor je sa jednoadresnim formatom instrukcija. Adrese i podaci su dužine 16 bita i zauzimaju po dve susedne memorijske lokacije, pri čemu se stariji bajt nalazi na nižoj, a mlađi bajt na višoj adresi.

U procesoru postoji registar programskog brojača PC dužine 2 bajta, adresni registar memorije MAR dužine 2 bajta, prihvatni registar podatka memorije MDR dužine 1 bajt, prihvatni registar instrukcije IR dužine 4 bajta, akumulator A dužine 2 bajta, prihvatni registar podatka B dužine 2 bajta, registri opšte namene R0 do R15 dužine 2 bajta, programska statusna reč PSW dužine 1 bajt. Instrukcije su dužine 1, 2, 3 ili 4 bajta.

Bit 7 prvog bajta instrukcije je 0 za sve instrukcije skoka. Kod instrukcija uslovnog skoka bit 6 prvog bajta instrukcije je 0, dok kod instrukcija bezuslovnog skoka bit 6 prvog bajta instrukcije je 1. Instrukcija uslovnog skoka je instrukcija uslovnog skoka ukoliko rezultat nije nula (JNZ), a instrukcije bezuslovnog skoka su instrukcija bezuslovnog skoka (JMP). Bitovima 5 do 0 prvog bajta instrukcije specificira se kod operacije i na osnovu toga su za instrukcije JNZ, JMP i JSR usvojeni kodovi operacije 00000000 i 01000000, respektivno. Instrukcije JNZ i JMP se realizuju kao apsolutni skokovi, pri čemu je adresa data drugim i trećim bajtom instrukcije. Dužina instrukcija je 3 bajta.

Bit 7 prvog bajta instrukcije je 1 za sve adresne i bezadresne instrukcije.

Bitovi 6 i 5 prvog bajta instrukcije su 01 za bezadresne instrukcije. Bezadresne instrukcije su instrukcije stavljanja sadržaja na stek (PUSH), punjenja akumulatora sadržajem sa steka (POP) i dekrementiranje akumulatora (DEC). Bitovima 4 do 0 prvog bajta instrukcije specificira se kod operacije za bezadresne instrukcije. Na osnovu toga su za instrukcije PUSH, POP i DEC usvojeni kodovi operacija 10100000, 10100001 i 10100010, respektivno. Dužina instrukcija je 1 bajt.

Bitovi 6 i 5 prvog bajta instrukcije su 11 za adresne instrukcije. Adresne instrukcije su instrukcija prenosa u akumulator (LD), instrukcija prenosa iz akumulatora (ST), logička instrukcija "ili" (OR), instrukcija rotiranja operanda jedno mesto udesno koja smešta rezultat u akumulator (ROR), instrukcija bezuslovnog skoka na sračunatu adresu (JADR), instrukcija sabiranja (ADD) i instrukcija oduzimanja (SUB). Bitovima 4 do 0 prvog bajta instrukcije specificira se kod operacije za adresne instrukcije. Na osnovu toga su za instrukcije LD, ST, OR, ROR, JADR, ADD i SUB usvojeni kodovi operacija 11100000, 11100001, 11100010, 11100011, 11100100, 11100101 i 11100110 respektivno. Dužina instrukcija je 2 ili 4 bajta i zavisi od specificiranog načina adresiranja.

Načini adresiranja su specificirani bitovima 7, 6 i 5 drugog bajta instrukcije i to na sledeći način: 000-memorijsko direktno adresiranje (memdir), 001-registarsko indirektno adresiranje (regind), 010-registarsko direktno adresiranje (regdir), 011-relativno adresiranje sa pomerajem (pcrel), 100-neposredno adresiranje (immed) i 101-registarsko indirektno sa pomerajem adresiranje (regindpom). Kod memorijskog direktnog adresiranja 16 bitna adresa memorijske lokacije je data trećim i četvrtim bajtom instrukcije. Bitovi 4 do 0 drugog bajta instrukcije se ne koriste. Dužina instrukcija je 4 bajta. Registarsko indirektno adresiranje koristi neke od registara opšte namene R0 do R15 specificirane bitovima od 3 do 0 drugog bajta. Bit 4 drugog bajta instrukcije se ne koristi. Dužina instrukcija je 2 bajta. Registarsko direktno adresiranje koristi neke od registara opšte namene R0 do R15 specificirane bitovima od 3 do 0 drugog bajta. Bit 4 drugog bajta instrukcije se ne koristi. Dužina instrukcija je 2 bajta. Kod relativnog adresiranja sa pomerajem treći i četvrti bajt instrukcije sadrže 16 bitni pomeraj koji je dat kao celobrojna veličina sa znakom. Bitovi 4 do 0 drugog bajta instrukcije se ne koriste. Dužina instrukcija je 4 bajta. Kod neposrednog adresiranja 16 bitni operand dat je trećim i četvrtim bajtom instrukcije. Bitovi 4 do 0 drugog bajta instrukcije se ne koriste. Dužina instrukcija je 4 bajta. Kod registarskog indirektnog adresiranja sa pomerajem treći i četvrti bajt instrukcije sadrže 16 bitni pomeraj koji je dat kao celobrojna veličina sa znakom. Jedan od registara opšte namene R0 do R15 koji se koristi specificiran je bitovima od 3 do 0 drugog bajta instrukcije. Bit 4 drugog bajta instrukcije se ne koristi. Dužina instrukcija je 4 bajta.

Stek raste prema višim memorijskim lokacijama, a registar SP ukazuje na poslednju zauzetu memorijsku lokaciju. Procesor nema mogućnost obrade prekida.

1. Projektovati deo operacione jedinice procesora koja je potrebna da se izvrši (FETCH + ADDR + EXEC) instrukcija JADR (1234h).
2. Dati su početni sadržaji registara i indikatora: PC=1000h, SP=2000h, ACC = 0002h, R0=00F2h, R1=000Ch, R2=00A2h, R3=FFE3h, N=0, Z=0, V=0 i C=0. Indikatori statusne reči na koje instrukcije ne utiče treba da ostanu nepromenjeni. Izvršiti 7 sukcesivnih naredbi i za svaki naredbu odrediti sledeće: u fazi čitanja instrukcije - memorijske adrese sa kojih je pročitana instrukcija, sadržaj registra IR, instrukciju koja je pročitana i novi sadržaj registra PC; u fazi određivanja adrese operanda i čitanja operanda - memorijske adrese sa kojih je pročitana adresa operanda, memorijske adrese sa kojih je pročitan operand, vrednost operanda i novi sadržaj registara opšte namene koji su u ovoj fazi promenjeni; u fazi izvršavanja - memorijske adrese kojima se u ovoj fazi pristupa, sadržaj akumulatora A i indikatora N, Z, V i C nakon izvršavanja instrukcije i novi sadržaj registara i memorijskih lokacija koji su u ovoj fazi promenjeni. Rezultate predstaviti u tabelama 1, 2 i 3 formulara.