COSTRUZIONE DEL MICROCODICE PER ISTRUZIONI DI TIPO M68000

(1)

COSTRUZIONE DEL MICROCODICE PER ISTRUZIONI DI TIPO M68000 Si vogliono dare le μ-routine simboliche per insiemi di istruzioni simili a quelle di M68000:

1. Supponendo di avere un processore generico, con parole di memoria da 32 bit, registri interni Ri in numero adeguato da 32 bit e bus dati da 32 bit.

2. Supponendo di avere la struttura interna del processore a un solo bus (vedi di seguito).

3. Supponendo di avere l’unità di controllo μ-programmata di Figura 8.25 (vedi di seguito).

4. Scegliendo alcune tipologie di istruzione macchina differenti, binarie o unarie:

Mnemonico Argomento / i Commento

a. move s, d ! trasferimento

b. add (and) s, d ! aritmetica (logica)

c. jump dest. ! salto incondizionato

d. branch = 0 dest. ! salto condizionato = 0 5. Ortogonalizzando un argomento in tutti i modi possibili, per avere generalità.

6. Lasciando l’altro argomento in modo di registro, per evitare troppe complessità peraltro non particolarmente significative.

7. Usando:

a. per gli argomenti di tipo dato (sorgente o destinazione) i modi di indirizzamento specifici per i dati,

b. per l’argomento destinazione di salto i modi di indirizzamento specifici per le istruzioni.

8. Precisando per ogni modo di indirizzamento il ragionevole ingombro dell’istruzione in termini di numero di parole di memoria (da 32 bit); in particolare:

a. la parola di codice operativo è lunga abbastanza per contenere il codice operativo, i modi e i numeri dei registri contenuti nell’istruzione, e anche un eventuale spiazzamento breve

b. costante, indirizzo e spiazzamento (non breve) occupano ciascuna un parola aggiuntiva.

9. Includendo la fase di prelievo e specificando il salto alle varie modalità di esecuzione secondo il modo di indirizzamento.

10. Prevedendo due versioni ragionevoli di μ-codice laddove si dà il caso (per esempio, salto condizionato).

Si danno di seguito le istruzioni, le interpretazioni RTL, le tavole di ingombro (ragionevole), e le tabelle di μ-codice denotato simbolicamente: prima interpretazione RTL delle μ- operazioni, poi i μ-ordini corrispondenti alle μ-operazioni.

(2)

MODELLO GENERICO DI PROCESSORE

n registri di uso generale

SP R

0

R

1

R

_{n − 1}

PC

puntatore alla pila

contatore di programma

parola

banco di registri

registri di uso speciale

informazioni di stato

32 bit

vari bit di uso diverso

(3)

STRUTTURA DI PROCESSORE A UN BUS INTERNO

linee di dato linee di indirizzo

bus di memoria

riporto in ingresso ALU

PC

MAR

MDR

V

Z add

and sub

IR

TEMP R₀

linee di comando della ALU

ordini

R_n_{− 1} decodificatore

di istruzioni e circuito di controllo bus interno del processore

A B

select

costante 4

MUX

R 32 bit

32 bit 32 bit

(4)

STRUTTURA DELL’UNITÀ μ-PROGRAMMATA

decodificatore di μ ordini

memoria di μ programma

C₀ (μ indirizzo) C₁ C₂

altri μ ordini

(diretti al resto del processore o unità di calcolo) C₁₀ C₉ C₈ decodificatore

decodificatore

circuiti di mascheratura

e decodifica bit di esito

(cod. cond.)

ingressi esterni (bus)

Rsorg. Rdest.

IR

Rdest._out

Rdest._in

Rsorg._out

Rsorg._in

μ MAR

decode opcode field of IR mask by IR_10,9,8

mask by IR₈

R15_in R15_out R0_in R0_out

μ IR

codice op. e modo

schiera di porte OR

interpreta campi

μ ordini diretti ai registri di processore

32 bit

(5)

CLASSE DI TRASFERIMENTO – DA MEMORIA A REGISTRO PRIMO ARGOMENTO ORTOGONALE

move sorgente_in_tutti_i_modi_di_indirizzamento_di_dato, destinazione_registro Modo Modello Generico Funzionamento in RTL

move s, d d ← [s]

1 move #costante, Rq Rq ← costante

2 move Rp, Rq Rq ← [Rp]

3 move (Rp), Rq Rq ← [[Rp]]

4 move (Rp) +, Rq Rq ← [[Rp]] e poi Rp ← [Rp] + 4 5 move − (Rp), Rq Rp ← [Rp] − 4 e poi Rq ← [[Rp]]

6 move spiazzamento (Rp), Rq Rq ← [spiazzamento + [Rp]]

7 move spiazzamento (Rp, Ra), Rq Rq ← [spiazzamento + [Rp] + [Ra]]

8 move indirizzo, Rq Rq ← [indirizzo]

9 move (indirizzo), Rq Rq ← [[indirizzo]]

Modo Modello Generico Ingombri (in parole da 32 bit)

move s, d d ← [s]

1 move #costante, Rq 2 (1 opcode + 1 costante)

2 move Rp, Rq 1 (soltanto opcode)

3 move (Rp), Rq 1 (soltanto opcode) 4 move (Rp) +, Rq 1 (soltanto opcode) 5 move − (Rp), Rq 1 (soltanto opcode)

6 move spiazzamento (Rp), Rq 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 7 move spiazzamento (Rp, Ra), Rq 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 8 move indirizzo, Rq 2 (1 opcode + 1 indirizzo) 9 move (indirizzo), Rq 2 (1 opcode + 1 indirizzo)

(6)

move #costante, Rq

passo μ−ind. μ−operazioni (in RTL) μ−ordini

1 1 MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 2 2 PC ← [Z], V ← [Z], attendi Zout, PCin, Vin, WMFC

3 3 IR ← [MDR] MDRout, IRin

4 4

decodifica codice operativo,

se (modo di s = #cost.) và a μ−ind. a se (modo di s = Rp) và a μ−ind. b se (modo di s = (Rp)) và a μ−ind. c se (modo di s = (Rp) +) và a μ−ind. d se (modo di s = − (Rp)) và a μ−ind. e se (modo di s = spi. (Rp)) và a μ−ind. f se (modo di s = spi. (Rp, Rb)) và a μ−ind. g se (modo di s = ind.) và a μ−ind. h se (modo di s = (ind.)) và a μ−ind. i

decode opcode field of IR,

if (mode of s = #cost.) goto μ−addr. a if (mode of s = Rp) goto μ−addr. b if mode of s = (Rp)) goto μ−addr. c if (mode of s = (Rp) +) goto μ−addr. d if (mode of s = − (Rp)) goto μ−addr. r if (mode of s = spi. (Rp)) goto μ−addr. f if (mode of s = spi. (Rp, Rb)) goto μ−addr. g if (mode of s = ind.) goto μ−addr. h if (mode of s = (ind.)) goto μ−addr. i 5 a MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 a + 1 PC ← [Z], attendi Zout, PCin, WMFC

7 a + 2 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(7)

move Rp, Rq

1 1 MAR ← [PC], Z ← [PC + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 2 2 PC ← [Z], V ← [Z], attendi Zout, PCin, Vin, WMFC

4 4

decodifica codice operativo, se (modo di s = #cost., Rp, (Rp), (Rp) +, − (Rp), spi.

(Rp)., spi. (Rp, Rb)., ind., (ind.)) và a μ−ind.

a, b, c, d, e, f, g, h

decode opcode field of IR, if (mode of s

= … (as aside)) goto μ−addr. a, b, c, d, e, f, g, h

5 b Rq ← [Rp], finisci (o và a μ−ind. 1) Rpout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

move (Rp), Rq

4 4

a, b, c, d, e, f, g, h

5 c MAR ← [Rp], leggi, attendi Rpout, MARin, read, WMFC

6 c + 1 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(8)

move (Rp) +, Rq

4 4

a, b, c, d, e, f, g, h

5 d MAR ← [Rp], Z ← [Rp] + 4, leggi Rpout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 d + 1 Rp ← [Z], attendi Zout, Rpin, WMFC

7 d + 2 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

move − (Rp), Rq

4 4

a, b, c, d, e, f, g, h

5 e Z ← [Rp] − 4 Rpout, select 4, Zin, sub

6 e + 1 Rp ← [Z], MAR ← [Z], leggi, attendi Zout, Rpin, MARin, read, WMFC

7 e + 2 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(9)

move spiazzamento (Rp), Rq

4 4

a, b, c, d, e, f, g, h

5 f MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 f + 1 PC ← [Z] Zout, PCin

7 f + 2 V ← [Rp], attendi Rpout, Vin, WMFC

8 f + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 9 f + 4 MAR ← [Z], leggi, attendi Zout, MARin, read, WMFC

10 f + 5 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

move spiazzamento (Rp, Ra), Rq

4 4

a, b, c, d, e, f, g, h

5 g MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 g + 1 PC ← [Z] Zout, PCin

7 g + 2 V ← [Rp] Rpout, Vin

8 g + 3 Z ← [Ra] + [V] Raout, select V, Zin, add 9 g + 4 V ← [Z], attendi Zout, Vin, WMFC

10 g + 5 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 11 g + 6 MAR ← [Z], leggi, attendi Zout, MARin, read, WMFC

12 g + 7 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(10)

move indirizzo, Rq

4 4

a, b, c, d, e, f, g, h

5 h MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 h + 1 PC ← [Z], attendi Zout, PCin, WMFC

7 h + 2 MAR ← [MDR], leggi, attendi MDRout, MARin, read, WMFC

8 h + 3 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

move (indirizzo), Rq – in M68000 non esiste !

4 4

a, b, c, d, e, f, g, h

5 i MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 i + 1 PC ← [Z], attendi Zout, PCin, WMFC

7 i + 2 MAR ← [MDR], leggi, attendi MDRout, MARin, read, WMFC 8 i + 3 MAR ← [MDR], leggi, attendi MDRout, MARin, read, WMFC

9 i + 4 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(11)

CLASSE DI TRASFERIMENTO – DA REGISTRO A MEMORIA SECONDO ARGOMENTO ORTOGONALE

move sorgente_registro, destinazione_in_tutti_i_modi_di_indirizzamento_di_dato Modo Modello Generico Funzionamento in RTL

move s, d d ← [s]

1 impossibile

2 move Rp, Rq Rq ← [Rp]

3 move Rp, (Rq) [Rq] ← [Rp]

4 move Rp, (Rq) + [Rq] ← [Rp] e poi Rq ← [Rq] + 4 5 move Rp, − (Rq) Rq ← [Rq] − 4 e poi [Rq] ← [Rp]

6 move Rp, spiazzamento (Rq) spiazzamento + [Rp] ← [Rp]

7 move Rp, spiazzamento (Rq, Rb) spiazzamento + [Rp] + [Rb] ← [Rp]

8 move Rp, indirizzo indirizzo ← [Rp]

9 move Rp, (indirizzo) [indirizzo] ← [Rp]

move s, d d ← [s]

1 impossibile

2 move Rp, Rq 1 (soltanto opcode)

3 move Rp, (Rq) 1 (soltanto opcode) 4 move Rp, (Rq) + 1 (soltanto opcode) 5 move Rp, − (Rq) 1 (soltanto opcode)

6 move Rp, spiazzamento (Rq) 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 7 move Rp, spiazzamento (Rq, Rb) 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 8 move Rp, indirizzo 2 (1 opcode + 1 indirizzo) 9 move Rp, (indirizzo) 2 (1 opcode + 1 indirizzo)

(12)

move Rp, Rq

4 4

decodifica codice operativo, se (modo di d = di registro, indiretto da reg., con autoinc., con autodec., con indice e spi., con base indice e spi., assoluto, indiretto da mem.) và a μ−ind. a, b, c, …

decode opcode field of IR, if (mode of d

= … (as aside)) goto μ−addr. a, b, c, …

5 a Rq ← [Rp], finisci (o và a μ−ind. 1) Rpout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

move Rp, (Rq)

4 4

5 b MAR ← [Rq] Rqout, MARin

6 b + 1 MDR ← [Rp], scrivi, attendi, finisci (o và a μ−ind. 1)

Rpout, MDRin, write, WMFC, end (or goto μ−addr. 1)

(13)

move Rp, (Rq) +

4 4

5 c MAR ← [Rq], Z ← [Rq] + 4 Rqout, MARin, select 4, Zin, add 6 c + 1 MDR ← [Rp], scrivi Rpout, MDRin, write

8 c + 2 Rq ← [Z], attendi, finisci (o và a μ−ind. 1) Z^out, Rqin, WMFC, end (or goto μ−addr.

1)

move Rp, − (Rq)

4 4

5 d Z ← [Rq] − 4 Rqout, select 4, Zin, sub

6 d + 1 Rq ← [Z], MAR ← [Z] Zout, MARin, Rqin

8 d + 2 MDR ← [Rp], scrivi, attendi, finisci (o và a μ−ind. 1)

(14)

move Rp, spiazzamento (Rq)

4 4

5 e MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 e + 1 PC ← [Z] Zout, PCin

7 e + 2 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

8 e + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

9 e + 4 MAR ← [Z] Zout, MARin

10 e + 5 MDR ← [Rp], scrivi, attendi, finisci (o và a μ−ind. 1)

move Rp, spiazzamento (Rq, Rb)

4 4

7 f + 2 V ← [Rq] Rqout, Vin

8 f + 3 Z ← [Rb] + [V] Rbout, select V, Zin, add 9 f + 4 V ← [Z], attendi Zout, Vin, WMFC

10 f + 5 Z ← [MDR] + [V] Rbout, select V, Zin, add

11 f + 6 MAR ← [Z] Zout, MARin

12 f + 7 MDR ← [Rp], scrivi, attendi, finisci (o và

a μ−ind. 1) Rpout, MDRin, write, WMFC, end (or goto μ−addr. 1)

(15)

move Rp, indirizzo

4 4

5 g MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 g + 1 PC ← [Z], attendi Zout, PCin, WMFC

7 g + 2 MAR ← [MDR] MDRout, MARin

8 g + 3 MDR ← [Rp], scrivi, attendi, finisci (o và

move Rp, (indirizzo) – in M68000 non esiste !

4 4

7 h + 2 MAR ← [MDR], leggi, attendi MDRout, MARin, read, WMFC

8 h + 3 MAR ← [MDR] MDRout, MARin

9 h + 4 MDR ← [Rp], scrivi, attendi, finisci (o và

(16)

CLASSE ARITMETICA-LOGICA (ADD, AND)

FONDAMENTALMENTE IDENTICA A MOVE, SALVO ESEGUIRE L’OPERAZIONE PRIMO ARGOMENTO ORTOGONALE

add sorgente_in_tutti_i_modi_di_indirizzamento_di_dato, destinazione_registro Modo Modello Generico Funzionamento in RTL

add s, d d ← [s] + [d]

1 add #costante, d d ← costante + [d]

2 add Rp, d d ← [Rp] + [d]

3 add (Rp), d d ← [[Rp]] + [d]

4 add (Rp) +, d d ← [[Rp]] + [d] e poi Rp ← [Rp] + 4 5 add − (Rp), d Rp ← [Rp] − 4 e poi d ← [[Rp]] + [d]

6 add spiazz. (Rp), d d ← [spiazz. + [Rp]] + [d]

7 add spiazz. (Rp, Ra), d d ← [spiazz. + [Rp] + [Ra]] + [d]

8 add indirizzo, d d ← [indirizzo] + [d]

9 add (indirizzo), d d ← [[indirizzo]] + [d]

add s, d d ← [s]

1 add #costante, Rq 2 (1 opcode + 1 costante)

2 add Rp, Rq 1 (soltanto opcode)

3 add (Rp), Rq 1 (soltanto opcode) 4 add (Rp) +, Rq 1 (soltanto opcode) 5 add − (Rp), Rq 1 (soltanto opcode)

6 add spiazzamento (Rp), Rq 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 7 add spiazzamento (Rp, Ra), Rq 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 8 add indirizzo, Rq 2 (1 opcode + 1 indirizzo) 9 add (indirizzo), Rq 2 (1 opcode + 1 indirizzo)

(17)

add #costante, Rq

4 4

decodifica codice operativo, se (modo di s = costante, di registro, indiretto da reg., con autoinc., con autodec., con indice e spi., con base indice e spi., assoluto, indiretto da mem.) và a μ−ind. a, b, c, …

5 a MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 a + 1 PC ← [Z] Zout, PCin

7 a + 2 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

8 a + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

9 a + 4 Rq ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

add Rp, Rq

4 4

5 b V ← [Rq] Rqout, Vin

6 b + 1 Z ← [Rp] + [V] Rpout, select V, Zin, add

7 b + 2 Rq ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(18)

add (Rp), Rq

4 4

5 c MAR ← [Rp], leggi Rpout, MARin, read 6 c + 1 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

7 c + 2 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

8 c + 3 Rq ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

add (Rp) +, Rq

4 4

5 d MAR ← [Rp], Z ← [Rp] + 4, leggi Rpout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 d + 1 Rp ← [Z] Zout, Rpin

7 d + 2 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

8 d + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

9 d + 4 Rq ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(19)

add − (Rp), Rq

4 4

5 e Z ← [Rp] − 4 Rpout, select 4, Zin, sub

6 e + 1 Rp ← [Z], MAR ← [Z], leggi Zout, Rpin, MARin, read 7 e + 2 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

8 e + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

9 e + 4 Rq ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

add spiazzamento (Rp), Rq

4 4

8 f + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 9 f + 4 MAR ← [Z], leggi Zout, MARin, read

10 f + 5 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

11 f + 6 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

12 f + 7 Rq ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(20)

add spiazzamento (Rp, Ra), Rq

4 4

5 g MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 g + 1 PC ← [Z] Zout, PCin

7 g + 2 V ← [Rp], attendi Rpout, Vin, WMFC

8 g + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

9 g + 4 V ← [Z] Zout, Vin

10 g + 5 Z ← [Ra] + [V] Raout, select V, Zin, add 11 g + 6 MAR ← [Z], leggi Zout, MARin, read

12 g + 7 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

13 g + 8 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

14 g + 9 Rq ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

add indirizzo, Rq

4 4

7 h + 2 MAR ← [MDR], leggi MDRout, MARin, read 8 h + 3 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

9 h + 4 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

10 h + 5 Rq ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1)

(21)

add (indirizzo), Rq – in M68000 non esiste !

4 4

5 i MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 i + 1 PC ← [Z], attendi Zout, PCin, WMFC

7 i + 2 MAR ← [MDR], leggi, attendi MDRout, MARin, read, WMFC 8 i + 3 MAR ← [MDR], leggi MDRout, MARin, read

9 i + 4 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

10 i + 5 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

11 i + 6 Rq ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, Rqin, end (or goto μ−addr. 1) idem per AND e tutte le altre …

(22)

CLASSE ARITMETICA-LOGICA (ADD, AND)

FONDAMENTALMENTE IDENTICA A MOVE, SALVO ESEGUIRE L’OPERAZIONE SECONDO ARGOMENTO ORTOGONALE

add sorgente_registro, destinazione_in_tutti_i_modi_di_indirizzamento_di_dato Modo Modello Generico Funzionamento in RTL

add s, d d ← [s] + [d]

1 impossibile

2 add s, Rq Rq ← [s] + [Rq]

3 add s, (Rq) [Rq] ← [s] + [[Rq]]

4 add s, (Rq) + [Rq] ← [s] + [[Rq]] e poi Rq ← [Rq] + 4 5 add s, − (Rq) Rq ← [Rq] − 4 e poi [Rq] ← [s] + [[Rq]]

6 add s, spiazz. (Rq) spiazz. + [Rq] ← [s] + [spiazz. + [Rq]]

7 add s, spiazz. (Rq, Rb) spiazz. + [Rq] + [Rb] ← [s] + [spiazz. + [Rq] + [Rb]]

8 add s, indirizzo indirizzo ← [s] + [indirizzo]

9 add s, (indirizzo) [indirizzo] ← [s] + [[indirizzo]]

add s, d d ← [s] + [d]

1 impossibile

2 add Rp, Rq 1 (soltanto opcode)

3 add Rp, (Rq) 1 (soltanto opcode) 4 add Rp, (Rq) + 1 (soltanto opcode) 5 add Rp, − (Rq) 1 (soltanto opcode)

6 add Rp, spiazzamento (Rq) 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 7 add Rp, spiazzamento (Rq, Rb) 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 8 add Rp, indirizzo 2 (1 opcode + 1 indirizzo) 9 add Rp, (indirizzo) 2 (1 opcode + 1 indirizzo)

(23)

add Rp, (Rq)

4 4

5 b MAR ← [Rq], leggi Rqout, MARin, read 6 b + 1 V ← [Rp], attendi Rpout, Vin, WMFC

7 b + 2 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 8 b + 3 MDR ← [Z], scrivi, attendi, finisci (o và a

μ−ind. 1)

Zout, MDRin, write, WMFC, end (or goto μ−addr. 1)

add Rp, (Rq) +

4 4

5 c MAR ← [Rq], Z ← [Rq] + 4, leggi Rqout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 c + 1 Rq ← [Z] Zout, Rqin,

7 c + 2 V ← [Rp], attendi Rpout, Vin, WMFC

8 c + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 9 c + 4 MDR ← [Z], scrivi, attendi, finisci (o và a

μ−ind. 1)

(24)

add Rp, − (Rq)

4 4

5 d Z ← [Rq] − 4 Rqout, select 4, Zin, sub

6 d + 1 Rq ← [Z], MAR ← [Z], leggi Zout, MARin, Rqin, read 7 d + 2 V ← [Rp], attendi Rpout, Vin, WMFC

8 d + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 9 d + 4 MDR ← [Z], scrivi, attendi, finisci (o và a

μ−ind. 1) Zout, MDRin, write, WMFC, end (or goto μ−addr. 1)

add Rp, spiazzamento (Rq)

4 4

5 e MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 e + 1 PC ← [Z] Zout, PCin

7 e + 2 V ← [Rq], attendi Rqout, Vin, WMFC

8 e + 3 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 9 e + 4 MAR ← [Z], leggi Zout, MARin, read

10 e + 5 V ← [Rp], attendi Rpout, Vin, WMFC

11 e + 6 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 12 e + 7 MDR ← [Z], scrivi, attendi, finisci (o và a

μ−ind. 1)

(25)

add Rp, spiazzamento (Rq, Rb)

4 4

7 f + 2 V ← [Rq] Rqout, Vin

8 f + 3 Z ← [Rb] + [V] Rbout, select V, Zin, add 9 f + 4 V ← [Z], attendi Zout, Vin, WMFC

10 f + 5 Z ← [MDR] + [V] Rbout, select V, Zin, add 11 f + 6 MAR ← [Z], leggi Zout, MARin, read

13 f + 8 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 14 f + 9 MDR ← [Z], scrivi, attendi, finisci (o và a

μ−ind. 1)

(26)

add Rp, indirizzo

4 4

5 g MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 g + 1 PC ← [Z], attendi Zout, PCin, WMFC

7 g + 2 MAR ← [MDR], leggi MDRout, MARin, read 8 g + 3 V ← [Rp], attendi Rpout, Vin, WMFC

9 g + 4 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 10 g + 5 MDR ← [Z], scrivi, attendi, finisci (o và a

μ−ind. 1)

add Rp, (indirizzo) – in M68000 non esiste !

4 4

7 h + 2 MAR ← [MDR], leggi MDRout, MARin, read 8 h + 3 V ← [Rp], attendi Rpout, Vin, WMFC

9 h + 4 MAR ← [MDR], leggi, attendi MDRout, MARin, read, WMFC 10 h + 5 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add 11 h + 6 MDR ← [Z], scrivi, attendi, finisci (o và a

μ−ind. 1) Zout, MDRin, write, WMFC, end (or goto μ−addr. 1)

idem per AND e tutte le altre …

(27)

CLASSE DI SALTO INCONDIZIONATO

jump destinazione_in_tutti_i_modi_di_indirizzamento_di_istruzione Modo Modello Generico Funzionamento in RTL

jump dest. PC ← [dest. ]

1 jump (Rp) PC ← [Rp]

2 jump spiazzamento (PC) jump etichetta

PC ← spiazzamento + [PC]

PC ← distanza etichetta + [PC]

3 jump spiazzamento (PC, Ra) jump etichetta (Rb)

PC ← spiazzamento + [PC] + [Ra]

PC ← distanza etichetta + [PC] + [Ra]

4 jump indirizzo PC ← indirizzo

5 jump (indirizzo) PC ← [indirizzo]

jump dest. d ← [s]

1 jump (Rp) 1 (soltanto opcode)

2 jump spiazzamento (PC)

jump etichetta 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 3 jump spiazzamento (PC, Ra)

jump etichetta (Rb) 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 4 jump indirizzo 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 5 jump (indirizzo) 2 (1 opcode + 1 spiazzamento)

(28)

jump (Rp)

4 4

decodifica codice operativo, se (modo di dest. = indiretto da registro, relativo a PC, con base relativo a PC, assoluto, indiretto da memoria) và a μ−ind. a, b, c, …

5 a PC ← [Rp], finisci (o và a μ−ind. 1) Rpout, PCin, end (or goto μ−addr. 1)

(29)

jump spiazzamento (PC)

4 4

5 b MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 b + 1 V ← [Z], attendi Zout, Vin, WMFC

7 b + 2 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

8 b + 3 PC ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, PCin, end (or goto μ−addr. 1)

NOTA BENE: il valore di PC cui si fà riferimento è quello che punta all’istruzione immediatamente successiva a “jump (PC)”.

jump spiazzamento (PC, Ra)

4 4

5 c MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add

6 c + 1 V ← [Z] Zout, Vin

7 c + 2 Z ← [Ra] + [V] Raout, select V, Zin, add 8 c + 3 V ← [Z], attendi Zout, Vin, WMFC

9 c + 4 Z ← [MDR] + [V] MDRout, select V, Zin, add

10 c + 5 PC ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, PCin, end (or goto μ−addr. 1)

NOTA BENE: il valore di PC cui si fà riferimento è quello che punta

all’istruzione immediatamente successiva a “jump (PC, Ra)”.

(30)

jump indirizzo

4 4

5 d MAR ← [PC], preleva, attendi PCout, MARin, read, WMFC

6 d + 1 PC ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, PCin, end (or goto μ−addr. 1)

jump (indirizzo)

4 4

5 e MAR ← [PC], preleva, attendi PCout, MARin, read, WMFC 6 e + 1 MAR ← [MDR], leggi, attendi MDRout, MARin, read, WMFC

7 e + 2 PC ← [MDR], finisci (o và a μ−ind. 1) MDRout, PCin, end (or goto μ−addr. 1)

(31)

CLASSE DI SALTO CONDIZIONATO

branch cc destinazione_in_tutti_i_modi_di_indirizzamento_di_istruzione Modo Modello Generico Funzionamento in RTL

branch cc dest.

se cc è verificata, allora PC ← [dest. ] altrimenti

PC ← [PC] + 4 × ingombro

1 branch cc (Rp) PC ← [Rp]

2 branch cc spiazzamento (PC) branch cc etichetta

PC ← spiazzamento + [PC]

PC ← distanza etichetta + [PC]

3 branch cc spiazzamento (PC, Ra) branch cc etichetta (Ra)

PC ← spiazzamento + [PC] + [Ra]

PC ← distanza etichetta + [PC] + [Ra]

4 branch cc indirizzo PC ← indirizzo 5 branch cc (indirizzo) PC ← [indirizzo]

Modo Modello Generico Ingombri (in parole da 32 bit) branch cc dest. d ← [s]

1 branch cc (Rp) 1 (soltanto opcode) 2 branch cc spiazzamento (PC)

branch cc etichetta 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 3 branch cc spiazzamento (PC, Ra)

branch cc etichetta (Ra) 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 4 branch cc indirizzo 2 (1 opcode + 1 spiazzamento) 5 branch cc (indirizzo) 2 (1 opcode + 1 spiazzamento)

A TITOLO DI ESEMPIO … (non sono tutte le combinazioni)

branch = 0 (Rp)

4 4

decodifica codice operativo, se (modo di dest. = indiretto da registro, relativo a PC, con base relativo a PC, assoluto, indiretto

(32)

branch = 0 spiazzamento (PC) – soluzione 1 (lunga, evita prelievo spiazzamento se inutile)

4 4

5 b se [bit Z] = 0 và a μ−ind. b + 5 if bit Z = 0 goto addr. step 10

6 b + 1 MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 7 b + 2 V ← [Z], attendi Zout, Vin, WMFC

9 b + 4 PC ← [Z], finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, PCin, end (or goto μ−addr. 1) 10 b + 5 Z ← [PC] + 4 PCout, select 4, Zin, add

branch = 0 spiazzamento (PC) – soluzione 2

(breve, preleva sempre spiazzamento)

4 4

5 b MAR ← [PC], Z ← [PC] + 4, preleva PCout, MARin, select 4, Zin, read, add 6 b + 1 PC ← [Z], V ← [Z], attendi, se [bit Z] = 0

finisci (o và a μ−ind. 1) Zout, PCin, Vin, WMFC, if bit Z = 0 end (or goto addr. step 1)

NOTA BENE: il valore di PC cui si fà riferimento per entramte le soluzioni è quello che punta all’istruzione subito successiva a “branch = 0 spi. (PC)”.

COSTRUZIONE DEL MICROCODICE PER ISTRUZIONI DI TIPO M68000

SP R

R

R

PC

puntatore alla pila

contatore di programma

parola

informazioni di stato

decodificatore di μ ordini

altri μ ordini

IR

μ IR

move #costante, Rq

move Rp, Rq

move (Rp), Rq

move (Rp) +, Rq

move − (Rp), Rq

move spiazzamento (Rp), Rq

move spiazzamento (Rp, Ra), Rq

move indirizzo, Rq

move (indirizzo), Rq – in M68000 non esiste !

move Rp, Rq

move Rp, (Rq)

move Rp, (Rq) +

move Rp, − (Rq)

move Rp, spiazzamento (Rq)

move Rp, spiazzamento (Rq, Rb)

move Rp, indirizzo

move Rp, (indirizzo) – in M68000 non esiste !

add #costante, Rq

add Rp, Rq

add (Rp), Rq

add (Rp) +, Rq

add − (Rp), Rq

add spiazzamento (Rp), Rq

add spiazzamento (Rp, Ra), Rq

add indirizzo, Rq

add (indirizzo), Rq – in M68000 non esiste !

add Rp, (Rq)

add Rp, (Rq) +

add Rp, − (Rq)

add Rp, spiazzamento (Rq)

add Rp, spiazzamento (Rq, Rb)

add Rp, indirizzo

add Rp, (indirizzo) – in M68000 non esiste !

jump (Rp)

jump spiazzamento (PC)

NOTA BENE: il valore di PC cui si fà riferimento è quello che punta all’istruzione immediatamente successiva a “jump (PC)”.

jump spiazzamento (PC, Ra)

NOTA BENE: il valore di PC cui si fà riferimento è quello che punta

all’istruzione immediatamente successiva a “jump (PC, Ra)”.

jump indirizzo

jump (indirizzo)

branch = 0 (Rp)

branch = 0 spiazzamento (PC) – soluzione 1 (lunga, evita prelievo spiazzamento se inutile)

branch = 0 spiazzamento (PC) – soluzione 2

(breve, preleva sempre spiazzamento)

NOTA BENE: il valore di PC cui si fà riferimento per entramte le soluzioni è quello che punta all’istruzione subito successiva a “branch = 0 spi. (PC)”.

branch = 0 spiazzamento (PC, Ra)

2 soluzioni sostanzialmente simili alle 2 precedenti