Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. Могнонов П.Б. - 19 стр.

показывает практика программирования, при реализации обширной системы команд,
программисты обычно начинают использовать только некоторое подмножество.
       Чем сложнее команда, тем более вероятно, что ее действия можно интерпретировать
группой команд, а это уменьшает эффективность всей системы команд. Но с другой стороны,
чем сложнее команда, тем более быстро выполняется программа из-за сокращения
обращений к памяти.
       Теоретически показано, что минимальная алгоритмически полная система команд
процессора состоит из одной или нескольких универсальных команд. Существует два
подхода к созданию эффективной системы команд.
       Первый подход был заложен в разработку МП с сокращенным набором команд, на
основе которых разрабатываются RISC-компьютеры (Reduced Instruction Set Computer). С
одной стороны RISC-процессоры, имеющие более простую внутреннюю архитектуру, за счет
меньшего числа запрограммированных инструкций (команд), более дешевы в изготовлении,
более надежны и отличаются высокой производительностью. С другой стороны, перенесение
бремени обработки информации в RISC-процессорах на программное обеспечение приводит
к снижению быстродействия за счет увеличения длины программ, особенно за счет
существенного усложнения трансляторов с языков высокого уровня.
       Второй подход базируется на МП с расширенным набором команд - CISC-
процессорах (Complexed Instruction Set Computer). В эти микропроцессоры встраиваются
дополнительные аппаратные средства, позволяющие реализовать многие десятки и сотни
команд. Такие развитые системы команд дают возможность обеспечить компактную запись
алгоритмов и соответственно эффективность программы. С другой стороны, с введением в
МП традиционной структурой большего числа регистров и большего объема кэш-памяти
(МП 68040, i80486) их быстродействие приближается к быстродействию МП RISC-
архитектуры.
       Практически во всех современных микропроцессорных системах используются
сложные развитые системы команд. Их ядро, состоящее из набора универсальных команд,
реализуются аппаратным способом в центральном микропроцессоре. Кроме того,
специализированные части набора системы команд реализуются вспомогательными или
периферийными микропроцессорами. Эти расширяющие возможности обработки данных в
специальных арифметических или логических микропроцессорах позволяют ускорить
выполнение определенных команд и тем самым сократить время исполнения программ.

                                   2.2.3. Форматы команд

       Важной характеристикой команды является ее формат, определяющий структурные
элементы команды, каждый из которых несет определенную функциональную нагрузку.
Среди таких элементов команды выделяют следующие:
       1. Код операции, являющий ее основным элементом, определяет действие
(операцию) самой команды (КОП).
       2. Источник данных (операнд). Этот элемент в общем случае содержится в поле
адреса. Для одноместных операций (например, сдвиг) требуется один операнд, а для
двухместных операций (сложение) - два операнда.
       3. Приемник данных, определяющий место назначения результата выполнения
операции. Этот элемент команды также содержится в поле адреса.
       4. Источник следующей команды (адрес следующей команды).
       Очевидно, что команда, которая содержит всю эту информацию (рис.2.1) будет очень
длинной.
                  Код      Адрес        Адрес      Адрес       Адрес
                 опера- операнда операнда         резуль-   следующей
                  ции         1           2         тата     команды
                                Рис.2.1. Формат команды