ОРТ2/К3 Август 2021

Овај рок није решен. Помозите SI Wiki тако што ћете га решити.

Поставка

Посматра се део рачунара који чине меморија и процесор. Меморија је капацитета 2¹⁶ бајтова. Ширина меморијске речи је 1 бајт. Процесор је са једноадресним форматом инструкција. Адресе и подаци су дужине 16 бита и заузимају по две суседне меморијске локације, при чему се старији бајт налаѕи на вишој, а млађи на нижој адреси.

У процесору постоји регистар програмског бројача PC дужине 2 бајта, адресни регистар меморије MAR дужине 2 бајта, прихватни регистар података меморије MDR дужине 1 бајт, прихватни регистар инструкције IR дужине 3 бајта, акумулатор А дужине 2 бајта, прихватни регистар података B дужине 2 бајта, регистри опште намене R0 до R3 дужине 2 бајта, програмска статусна реч PSW дужине 1 бајт. Програмска статусна реч PSW садржи битове N, Z, C и V који се ажурирају приликом рада процесора. Инструкције су дужине 1, 2 или 3 бајта.

Битови 7, 6 и 5 првог бајта инструкције су 000 за све инструкције скока. Код инструкција условног скока бит 4 првог бајта инструкције је 0, док код инструкција безусловног скока бит 4 првог бајта инструкције је 1. Инструкција условног скока је инструкција условног скока уколико је резултат већи (BGRT - not((PSWN xor PSWV) or PSWZ)) и инструкције безусловног скока су инструкција безусловног скока (JMP) и инструкција скока на потпрограм (JSR). Битовима 3 до 0 првог бајта инструкције специфира се код инструкције и на освову тога су за инструкције BGRT, JMP и JSR усвојени кодови операције 00000000, 00010000 и 00010001, респективно. Инструкције JMP и JSR се реализују као апсолутни скокови, при чему је адреса дата другим и трећим бајтом инструкције. Дужина инструкција је 3 бајта. Инструкција BGRT се реализује као релативни скок у односу на текућу вредност програмског бројача PC, а померај је 8-битна целобројна величина са знаком дата другим бајтом инструкције. Дужина инструкције је 2 бајта.

Битови 7, 6 и 5 првог бајта инструкције су 001 за све безадресне инструкције. Безадресне инструкције су инструкције стављања садржаја акумулатора на стек (PUSH), пуњења акумулатора садржајем са стека (POP) и инструкција декрементирања акумулатора (DEC). Битовима 4 до 0 првог бајта инструкције специфира се код операције за безадресне инструкције. На основу тога су за инструкције PUSH, POP и DEC усвојени кодови операција 00100000, 00100001 и 00100010, респективно. Дужина инструкција је 1 бајт.

Битови 7, 6 и 5 првог бајта инструкције имају вредности од 010 до 111 за адресне инструкције. Адресне инструкције су инструкција преноса у акумулатор (LD), инструкција преноса из акумулатора (ST), инструкција аритметичког померања удесно за једно место (ASR), инструкција упоређивања акумулатора са операндом (CMP), инструкција сабирања (ADD) и инструкција одузимања (SUB). На основу тога су за инструкције LD, ST, ASR, CMP, ADD и SUB усвојени кодови операција 010, 011, 100, 101, 110 и 111, респективно. Дужина инструкција је 2 или 3 бајта и зависи од специфичног начина адресирања.

Начини адресирања су специфирани битовима 4, 3 и 2 првог бајта инструкције и то на следећи начин: 000-меморијско директно адресирање (memdir), 001-меморијско индиректно адресирање (memind), 010-регистарско директно адресирање (regdir), 011-регистарско инсиректно адресирање (regind), 100-релативно адресирање са померајем (pcrel), 101-непосредно адресирање (immed) и 110-регистарско индиректно адресирање са преинкрементирањем (preincr). Код меморијског директног и меморијског индиректног адресирања 16-битна адреса меморијске локације је дата другим и трећим бајтом инструкције. Битови 1 и 0 првог бајта инструкције се не користе. Дужина инструкције је 3 бајта. Регистарско директно, регистарско индиректно и регистарско индиректно адресирање са преинкрементирањем користе неке од регистара опште намене R0 до R3 специфиране битовима 1 и 0 првог бајта. Дужина инструкција је 1 бајт. Код релативног адресирања са померајем други бајт инструкције садржи 8-битни померај који је дат као целобројна величина са знаком. Битови 1 и 0 првог бајта инструкције се не користе. Дужина инструкција је 2 бајта. Код непосредног адресирања 16-битни операнд дат је другим и трећим бајтом инструкције. Битови 1 и 0 првог бајта инструкције се не користе. Дужина инструкција је 3 бајта.

Стек расте према вишим меморијским локацијама, а регистар SP указује на прву слободну меморијску локацију. Процесор нема могућност обраде прекида.

1. Пројектовати део операционе јединице процесора (фазе: FETCH, ADDR и EXEC) која је потребна да се изврши инструкција CMP (PC)pom. Померај pom је целобројна величина са знаком који је дат другим бајтом инструкције. Цртати само неопходне компоненте које су потребне за извршавање наведене инструкције.
2. Дати су почетни садржаји регистара и индикатора: PC = 1000h, SP = 2000h, ACC = 0010h, R0 = 0000h, R1 = 0001h, R2 = 0002h, R3 = 0003h, N = 0, Z = 0, V = 0 и C = 0. Индикатори статусне речи на које инструкција не утиче треба да остану непромењени. Извршити 7 сукцесивних наредби и за сваку наредбу одредити следеће: у фази читања инструкције - меморијске адресе са којих је прочитана инструкција, садржај регистара IR, инструкцију која је прочитана и нови садржај регистра PC; у фази одрђивања адресе операнда и читања операнда - меморијске адресе са којих је прочитана адреса операнда, меморијске адресе са којих је прочитан операнд, вредност операнда и нови садржај регистара опште намене који су у овој фази промењени; у фази извршавања операције - меморијске адресе којима се у овој фази приступа, садржај акумулатора А и индикатора N, Z, V и C након извршавања инструкције и нови садржај регистара и меморијских локација који су у овој фази промењени. Резултате представити у табелама 1, 2 и 3 формулара.