Микропроцессорные устройства

5.2 Принцип реализации выполнения программы 
В режиме выполнения основной программы процессор выбирает из памя-
ти очередную команду программы и выполняет соответствующую операцию. 
Команда представляет собой многоразрядное двоичное число, которое состоит 
из двух частей (полей) – кода операции (КОП) и кода адресации операндов 
(КАД). Код операции КОП задает вид операции, выполняемой данной коман-
дой, а код адресации КАД определяет выбор операндов (способ адресации), над 
которыми производится заданная операция.
Для хранения адреса очередной команды служит специальный регистр 
процессора – программный счетчик PC (Program Counter), содержимое которо-
го автоматически увеличивается на 1 после выборки следующего байта коман-
ды. Таким образом обеспечивается последовательная выборка команд в процес-
се выполнения программы. При выборке очередной команды содержимое PC 
поступает на шину адреса, обеспечивая считывание из ОЗУ следующей коман-
ды выполняемой программы. При реализации безусловных или условных пере-
ходов (ветвлений) или других изменений последовательности выполнения ко-
манд выполняется загрузка в PC нового содержимого, в результате чего произ-
водится переход к другой ветви программы или подпрограмме. 
Принятая из ОЗУ команда поступает в регистр команд, входящий в состав 
устройства управления (УУ) процессора. Затем производится дешифрация ко-
манды, в процессе которой определяется вид выполняемой операции (расшиф-
ровка КОП) и формируется адрес необходимых операндов (расшифровка КАД). 
В соответствии с кодом поступившей команды УУ процессора генерирует по-
следовательность микрокоманд, обеспечивающих выполнение заданной опера-
ции. Каждая микрокоманда выполняется в течение одного машинного такта – 
периода тактовых импульсов, задающих рабочую частоту всех внутренних уз-
лов и блоков микропроцессора. 

---

56 
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Выводы
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Таким образом, тактовая частота микропроцессора определяет время вы-
полнения отдельных микрокоманд, последовательность которых обеспечивает 
получение необходимого результата операции (поступившей команды). 
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Для выполнения каждой поступившей команды требуется определенное 
количество командных циклов и тактов. Командным циклом называется про-
межуток времени, требуемый для выполнения обращения к ОЗУ или внешнему 
устройству с помощью системной шины. Обычно реализация такого цикла за-
нимает от 2 до 4 системных тактов (периодов синхросигналов шины), которые 
требуются для установки требуемого адреса, выдачи сигналов, определяющих 
вид цикла – чтение или запись, получения сигнала готовности к обмену (от па-
мяти или внешних устройств) и собственно передачи данных или команд.
При выполнении каждой команды в первых циклах производится ее вы-
борка из памяти по адресу, который задается содержимым программного счет-
чика PC. Последующая дешифрация выбранной команды определяет необхо-
димое число циклов для ее последующего выполнения. Если для выполнения 
команды не требуется считывание операндов из памяти (внешних устройств) 
или запись в память (вывод на внешние устройства) результатов операции, то 
такая команда выполняется за один цикл. 
При считывании операндов из памяти (внешних устройств) или записи 
результата в память (вывод на внешние устройства) требуется выполнение до-
полнительных циклов чтения (ввода) или записи (вывода). В зависимости от 
разрядности обрабатываемых операндов и разрядности используемой систем-
ной шины число циклов, необходимых для выполнения команд, может быть 
различным: от 1 (выборка команды) до 4–5 (зависит от команды, разрядности 
шин и операндов). 
Машинным (процессорным) тактом в микропроцессорных системах явля-
ется длительность периода тактовых сигналов Tt, которая задается тактовой ча-
стотой микропроцессора Ft 1/ Tt

. При выполнении операций, не требующих 
обращений к системной шине, эта частота определяет производительность 
микропроцессора. 

---

57