Система инструкций

Инструкции ВМ1 можно разбить на 11 групп:

1) с одним операндом;

2) с двумя операндами;

3) сдвига на 1 разряд;

4) битовые;

5) циклического сдвига на n разрядов (1 £ n £15);

6) циклического сдвига и сравнения;

7) циклического сдвига и слияния;

8) шифрации;

9) генерации избыточного кода (CRC);

10) установки и проверки состояния;

11) «нет операции».

1) Инструкции с одним операндом имеют два формата SOR (с использованием РЗУ) и SONR (без использования РЗУ), форматы которых приведены в Табл. 10.10 и Табл. 10.11.

		14 13	12 9	8 5	4 0
SOR	B/W	1 0	К О П	ИСТ, ПРМ	Адрес РЗУ
SONR	B/W	1 1	К О П	ИСТ	ПРМ

Каждая инструкция может работать как с байтом (при B/W = 0), так и со словом (при B/W = 1).

Табл. 10.10. Инструкции SOR с одним операндом

Код операций	Источник, приемник
Код	Мнемо	Операция	Код	Мнемо	Источн.	Приемн.
	MOVE	ИСТ ® ПМН		SORA	РЗУ	Акк
	COMP	ИСТ ® ПМН		SORY	РЗУ	Шина Y
	INC	ИСТ+1 ® ПМН		SORS	РЗУ	Рг.С
	NEG	ИСТ+1 ® ПМН		SOAR	Акк	РЗУ
Примечания: Рг. D.0 – расширение байта нулями; Рг. D.S– расширение байта знаком		SODR	Рг. D	РЗУ
	SOIR	I	РЗУ
	SOZR		РЗУ
	SOZER	Рг. D.0	РЗУ
	SOSER	Рг. D.S	РЗУ
	SORR	РЗУ	РЗУ

Табл. 10.11. Инструкции SONR с одним операндом

Код операций	Источник, приемник
Код	Мнемо	Операция	Код	Мнемо	Источн.	Приемн.
	MOVE	ИСТ ® ПМН		SOA	Акк	–
	COMP	ИСТ ® ПМН		SOD	Рг. D	–
	INC	ИСТ+1 ® ПМН		SOI	I	–
1111	NEG	ИСТ+1 ® ПМН		SOZ		–
		SOZE	Рг. D.0	–
	SOSE	Рг. D.S	–
	NRY	–	Шина Y
	NRA	–	Акк
	NRS	–	Рг. С
	NRAS	–	Акк, Рг.С

Все однооперандные инструкции передают на шину Y значение, загружаемое в приемник.

Разряды Z, C, N, OVR регистра состояний модифицируются, остальные – не меняются.

Единственное ограничение на способ адресации: если Акк и Рг.С определены одновременно в качестве приемников, то невозможно использовать РЗУ в качестве источника.

2) Инструкции с двумя операндами имеют следующие форматы:

		14 13	12 9	8 5	4 0
TOR1	B/W	0 0	ИСТ, ИСТ, ПРМ	К О П	Адрес РЗУ
TOR2	B/W	1 0	ИСТ, ИСТ, ПРМ	К О П	Адрес РЗУ
TONR	B/W	1 1	ИСТ, ИСТ	К О П	ПРМ

Табл. 10.12. Двухоперандные инструкции типа TOR 1,2

	ИСТ, ИСТ, ПРМ	К О П
Код	Мнемокод	R	S	ПРМ	Код	Мнемокод	Операция
TOR1		TORAA	РЗУ	Акк	Акк		SUB R	S – R
	TORIA	РЗУ	I	Акк		SUB RC	S – R + C
	TODRA	Рг.D	РЗУ	Акк		SUB S	R – S
	TORAY	РЗУ	Акк	Y		SUB SC	R – S + C
	TORIY	РЗУ	I	Y		ADD	R + S
	TODRY	Рг.D	РЗУ	Y		ADD C	R + S +C
	TORAR	РЗУ	Акк	РЗУ		AND	R & S
	TORIR	РЗУ	I	РЗУ		NAND	(R & S)
	TODRR	Рг.D	РЗУ	РЗУ		EXOR	R Å S
TOR2		TODAR	Рг.D	Акк	РЗУ		NOR	(R Ú S)
	TOAIR	Акк	I	РЗУ		OR	R Ú S
	TODIR	Рг.D	I	РЗУ		EXNOR	(R Å S)

Табл. 10.13. Двухоперандные инструкции типа TONR

ИСТ, ИСТ	К О П	ПРМ
Код	Мнемокод	R	S	Код	Мнемокод	Приемник
	TODA	Рг.D	Акк	В соответствии с табл. 4		NRI	Y
	TOAI	Акк	I		NRA	Акк
	TODI	Рг.D	I		NRS	Рг.C
					NRAS	Акк, Рг.C

Примечание. Флаги OVR, N, Z, C модифицируются по результатам арифметических операций; в логических операциях OVR:= C:= 0.

3) Инструкции сдвига на один разряд имеют следующие форматы:

		14 13	12 9	8 5	4 0
SHFTR	B/W	1 0	ИСТ, ПРМ	К О П	Адрес РЗУ
SHFTNR	B/W	1 1	ИСТ	К О П	ПРМ

При сдвиге модифицируются биты N и Z регистра состояний, а биты C и OVR устанавливаются в «0». Функция NÅOVR используется при умножении чисел в дополнительном коде.

Рис. 10.19. Выполнение процедур сдвига

Табл. 10.14. Инструкции сдвига на 1 разряд

	ИСТ, ПРМ, (ИСТ) (ПРМ)	К О П
Код	Мнемокод	ИСТ	ПРМ	Код	Мнемокод	Направление	Вдвигаемое значение
SHFTR		SHRR	РЗУ	РЗУ		SHUPZ	Влево
	SHND	Рг.D	РЗУ		SHUP1	Влево
SHFTNR		SHA	Акк			SHUPL	Влево	L
	SHD	Рг.D			SHDNZ	Вправо
	NRY		Y		SHDN1	Вправо
	NRA		Акк		SHDNL	Вправо	L
						SHDNC	Вправо	C
						SHDNOV	Вправо	NÅOVR

Табл. 10.15. Управление шиной Y и регистром состояния

	Операция	Режим	Шина	Рг. С
N	L
Влево	SHUPZ SHUP1 SHUPL	W = 1	Y[15:0]:= ИСТ[14:0].X	ИСТ[14]	ИСТ[15]
W = 0	Y[7:0]:= ИСТ[6:0].X Y[15:8]:= ИСТ[7:1]. ИСТ[7]	ИСТ[6]	ИСТ[7]
Вправо	SHDNZ SHDN1 SHDNL SHDNC SHDNOV	W = 1	Y[15:0]:= X.ИСТ[15:1]	X	ИСТ[0]
W = 0	Y[7:0]:= X.ИСТ[7:1] Y[15:8]:= X.ИСТ[7:1]	X	ИСТ[0]

Примечания. W = 1 – команды работы со словами; W = 0 – команды работы с байтами; Х – вход при сдвиге.

4) Инструкции с битами имеют следующие форматы:

		14 13	12 9	8 5	4 0
BOR1	B/W	1 1	n	К О П	Адрес РЗУ
BOR2	B/W	1 0	n	К О П	Адрес РЗУ
BONR	B/W	1 1	n	1 1 0 0	К О П

Табл. 10.16. Инструкции с битами формата BOR 1,2

	Код	Мнемокод	Операция	Шина Y	Z-разряд РгС^*)
BOR1		SETNR	Устан. РЗУ в «1»	Yi ¬ РЗУi, i ¹ n; Yn ¬ 1
	RSTNR	Сброс в «0»	Yi ¬ РЗУi, i ¹ n; Yn ¬ 0	U
	TSTNR	Проверка РЗУ	Yi ¬ 0, i ¹ n; Yn ¬ РЗУn	U
BOR2		LD2NR	2^n ® РЗУ	Yi ¬ 0, i ¹ n; Yn ¬ 1
	LDC2NR	(2^n) ® РЗУ	Yi ¬ 1, i ¹ n; Yn ¬ 0
	A2NR	РЗУ + 2^n ® РЗУ	Y ¬ РЗУ + 2^n	U
	S2NR	РЗУ - 2^n ® РЗУ	Y ¬ РЗУ - 2^n	U
^*) Разряды L, Fl(1:3) не меняются, C, OVR – устанавливаются в «0»

Табл. 10.17. Инструкции с битами формата BONR

Код	Мнемокод	Операция	Шина Y	РгС
Z	C, OVR
	TSTNA	Проверка Акк	Yi ¬ 0, i ¹ n; Yn ¬ Аккn	U
	RSTNA	Сброс в «0» Акк	Yi ¬ Аккi, i ¹ n; Yn ¬ 0	U
	SET NA	Устан. в «1» Акк	Yi ¬ Аккi, i ¹ n; Yn ¬ 1
	A2NA	Акк + 2^n ® Акк	Y ¬ Акк + 2^n	U	U
	S2NA	Акк - 2^n ® Акк	Y ¬ Акк - 2^n	U	U
	LD2NA	2^n ® Акк	Yi ¬ 0, i ¹ n; Yn ¬ 1
	LDC2NA	(2^n) ® Акк	Yi ¬ 1, i ¹ n; Yn ¬ 0
	TSTND	Проверка РгD	Yi ¬ 0, i ¹ n; Yn ¬ РгDn	U
	RSTND	Сброс в «0» РгD	Yi ¬ РгDi, i ¹ n; Yn ¬ 0	U
	SETND	Устан. в «1» РгD	Yi ¬ РгDi, i ¹ n; Yn ¬ 1
	A2NDY	РгD + 2^n ® Y	Yi ¬ РгDi + 2^n	U	U
	S2NDY	РгD - 2^n ® Y	Yi ¬ РгDi - 2^n	U	U
	LS2NY	2^n ® Y	Yi ¬ 0, i ¹ n; Yn ¬ 1
	LDC2NY	(2^n) ® Y	Yi ¬ 1, i ¹ n; Yn ¬ 0

В табл. 8 и 9 «проверка» – это установка признака Z в состояние, определяемое значением n-го разряда адресуемого объекта. «Установка» и «сброс» – при сохранении всех разрядов, кроме n-го.

5) Инструкции циклических сдвигов на n разрядов имеют следующие форматы:

		14 13	12 9	8 5	4 0
ROTR1	B/W	0 0	n	ИСТ, ПРМ	Адрес РЗУ
ROTR2	B/W	0 1	n	ИСТ, ПРМ	Адрес РЗУ
ROTNR	B/W	1 1	n	1 1 0 1	ИСТ, ПРМ

Операнд источника циклически сдвигается на n позиций (0 £ n £ 15) в сторону старших разрядов (влево), результат сдвига помещается в приемник и/или на шину Y. В режиме слова сдвигаются все биты (что соответствует сдвигу вправо на (16 – n) позиций. В режиме байта сдвигаются только биты (7:0), а сдвиг на n влево эквивалентен сдвигу на (8 - n) вправо. Биты N и Z модифицируются, а биты C и OVR устанавливаются в «0».

Табл. 10.18. Инструкции циклического сдвига

Формат	Код	Мнемокод	ИСТ	ПРМ
ROTR1		RTRA	РЗУ	Акк
	RTRY	РЗУ	Шина Y
	RTRR	РЗУ	РЗУ
ROTR2		RTAR	Акк	РЗУ
	RTDR	РгD	РЗУ
ROTNR		RTDY	РгD	Шина Y
	RTDA	РгD	Акк
	RTAY	Акк	Шина Y
	RTAA	Акк	Акк
	Режим B/W	Шина Y	N регистра РгC
	0 (байт)	Yi ¬ ИСТ(i-n) mod 16	ИСТ(15-n)
	1 (слово)	Yi ¬ ИСТ(i-n) mod 8 Для i = 1.. 7	ИСТ(8-n)

6) Инструкции циклического сдвига и сравнения:

		14 13	12 9	8 5	4 0
ROTC	B/W	0 1	n	ИСТ, ПРМ, МАСКА	Адрес РЗУ

Инструкция осуществляет поразрядное сравнение двух 16-разрядных векторов, маскированных вектором маски, причем один из входных векторов предварительно (перед маскированием) сдвигается на заданное число разрядов ().

Рис. 10.20. Сдвиг и сравнение

Единичное значение разряда маски исключают из сравнения соответствующие разряды операндов (оба при сравнении равны «0»). Биты N, Z регистра состояний модифицируются, а OVR и C – сбрасываются в «0».

Табл. 10.19. Инструкции циклического сдвига и сравнения

Код [8: 5]	Мнемокод	Сдвигаемый ИСТ	Несдвигаемый ИСТ, ПРМ	Маска
	CDAI	РгD	Акк	I
	CDRI	РгD	РЗУ	I
	CDRA	РгD	РЗУ	Акк
	CRAI	РЗУ	Акк	I

7) Инструкции циклического сдвига и слияния:

		14 13	12 9	8 5	4 0
ROTM	B/W	0 1	n	ИСТ, ПРМ, МАСКА	Адрес РЗУ

Сдвигаемый операнд U циклически сдвигается на n позиций в сторону старших разрядов, затем с помощью маски формируется результат: в качестве его i-го разряда берется i-й разряд сдвинутого U, если соответствующий разряд маски равен «1», иначе берется разряд R_i. Результат заносится по адресу несдвигаемого операнда.

Пример: n = 4, режим W (работа со словами)

Операнд U	0011 0001 0101 0110
сдвинутый U	0001 0101 0110 0011
Операнд R	1010 1010 1010 1010
Маска S	0000 1111 0000 1111
Результат (R)	1010 0101 1010 0011

Табл. 12. Инструкции циклического сдвига и слияния

Код [8: 5]	Мнемокод	Сдвигаемый ИСТ	Несдвигаемый ИСТ, ПРМ	Маска
	MDAI	РгD	Акк	I
	MDAR	РгD	Акк	РЗУ
	MDRI	РгD	РЗУ	I
	MDRA	РгD	РЗУ	Акк
	MARI	Акк	РЗУ	I
	MRAI	РЗУ	Акк	I

Биты N, Z регистра состояний модифицируются, а OVR и C – сбрасываются в «0».

Инструкции этого типа могут быть эффективно использованы для преобразования одного кода в другой.

8) Инструкции шифрации:

		14 13	12 9	8 5	4 0
PRT1	B/W	1 0	ПРМ	ИСТ (R)	Адрес РЗУ/ Маска S
PRT2	B/W	1 0	Маска S	ПРМ	Адрес РЗУ/ ИСТ
PRT3	B/W	1 0	Маска S	ИСТ (R)	Адрес РЗУ/ ПРМ
PRTNR	B/W	1 1	Маска S	ИСТ (R)	ПРМ

В этих инструкциях производится поразрядная конъюнкция операнда R и инвертированного значения маски S. Нулевое значение разряда маски S_i разрешает участие соответствующего разряда операнда R в шифрации приоритета. Выходной 5-разрядный код указывает номер старшей единицы операнда R (с учетом маски). Биты N, Z регистра состояний модифицируются, а OVR и C – сбрасываются в «0». Ограничение на выбор операндов – необходимость использования для операнда и маски различных источников (что, впрочем, логично). Инструкции этого типа могут быть эффективно использованы в операциях нормализации.

Табл. 10.20. Инструкции шифрации

PRT!	ПРМ	ИСТ (R)
Код	Мнемокод	ПРМ	Код	Мнемокод	ИСТ (R)
	PR1A	Акк		PRT1A	Акк
	PR1Y	Шина Y		PRT1D	РгD
	PR1R	РЗУ
PRT2	Маска S	ПРМ
Код	Мнемокод	Маска S	Код	Мнемокод	ПРМ
	PRA	Акк		PR2A	Акк
	PRZ			PR2Y	Шина Y
	PRI	I
PRT3	Маска S	ИСТ (R)
Код	Мнемокод	Маска S	Код	Мнемокод	ИСТ (R)
	PRA	Акк		PR3R	РЗУ
	PRZ			PR3A	Акк
	PRI	I		PR3D	РгD

Табл. 10.21. Инструкции шифрации PRTNR

Маска S	ИСТ (R)	ПРМ
Код	Мнемокод	Маска S	Код	Мнемокод	ИСТ (R)	Код	Мнемокод	ПРМ
	PRA	Акк		PRTA	Акк		NRY	Шина Y
	PRZ			PRTD	РгD		NRA	Акк
	PRI	I

9) Инструкции генерации циклического избыточного кода (CRC) определяются одним полем – адресом РЗУ. Инструкции обеспечивают генерацию контрольных разрядов в циклическом избыточном коде. Одна инструкция – «прямая» (CRCF), другая – «обратная» (CRCR), отличающиеся порядком поступления разрядов на свертку: при прямой свертка начинается со старшего (15-го) разряда, при обратной – с младшего. Две инструкции необходимы, т.к. существующие стандарты применения циклических избыточных кодов не определяют, какой разряд данных (старший или младший) должен передаваться первым.

Форматы инструкций:

		14 13	12 9	8 5	4 0
CRCF		1 0			Адрес РЗУ
CRCR		1 0			Адрес РЗУ

На рис. показан процесс реализации инструкции обратной свертки. Бит L используется как вход последовательного кода. В соответствии с полиномом, задаваемым с помощью маски, последовательный вход комбинируется с разрядами регистра контрольной суммы. После того, как последний входной бит будет обработан, регистр РЗУ содержит контрольные разряды. В процессе выполнения инструкций биты L, N, Z регистра состояний РгС модифицируются, а C и OVR – сбрасываются в «0».

Перед началом операции необходимо загрузить в Акк полиноминальную маску, а в разряд L РгС – первый бит данных. В следующем такте этот бит появится на выходе L. Результат операции Å этого бита и старшего (младшего – для обратной свертки) бита регистра РЗУ передается на схемы поразрядной конъюнкции для умножения на разряды маски S. Выходы конъюнкторов поступают на входы сумматоров по модулю два Å, где поразрядно складываются со сдвинутым на один разряд влево (для обратной свертки n = 15, что соответствует сдвигу на один разряд вправо) операндом U (РЗУ). Результат операции поразрядного суммирования записывается в регистр РЗУ.

Очередной такт начинается с загрузки следующего разряда данных в разряд связи L. Процесс продолжается до тех пор, пока все разряды данных не пройдут такой цикл.

Табл. 10.22. Управление шиной Y в инструкциях CRC

Инструкция	Шина Y	Бит L
CRCF	Yi ¬ [(L Å РЗУ15) & Аккi] Å РЗУi –1 i = 15.. 1 Y0 ¬ [(L Å РЗУ15) & Акк0] Å 0	РЗУ15
CRCR	Yi ¬ [(L Å РЗУ0) & Аккi] Å РЗУi +1 i = 14.. 0 Y15 ¬ [(L Å РЗУ0) & Акк15] Å 0	РЗУ0

10) Инструкции установки и сохранения состояния оперируют с регистром состояния РгС, формат которого имеет след. вид:

FL3	FL2	FL1	L	N	OVR	C	Z

Форматы инструкций:

		14 13	12 9	8 5	4 0
SETST		1 1			К О П
RSTST		1 1			К О П
SVSTR	B/W	1 0			Адрес РЗУ/ ПРМ
SVSTNR	B/W	1 1			ПРМ

Табл. 10.23. Инструкции SETST и RSTST

SETST	RSTST
Код	Мнемокод	Установка	Код	Мнемокод	Сброс
	SONCCZ	OVR, N, C, Z ¬ 1		RONCCZ	OVR, N, C, Z ¬ 0
	SL	L ¬ 1		RL	L ¬ 0
	SF1	F1 ¬ 1		RF1	F0 ¬ 0
	SF2	F2 ¬ 1		RF2	F2 ¬ 0
	SF3	F3 ¬ 1		RF3	F3 ¬ 0
Y(15:0) ¬ 1	Y(15:0) ¬ 0

При реализации инструкций SVST в регистр РЗУ (SVSTR) или в Акк (SVSTNR) загружается только младший байт (при B/W = 0) или все слово (при B/W = 1) с шины Y. На шину Y во всех случаях передается: Y(7:0) ¬ РгС, Y(15:8) ¬ 0.

11) Инструкции проверки состояния определяют одно из 12 тестовых условий, которое передается на выход CT. Формат инструкций:

		14 13	12 9	8 5	4 0
TSTST		1 1			К О П

Табл. 10.24. Инструкции TSTST

Код (4:0)	Мнемокод	Выдается на СТ	Код (4:0)	Мнемокод	Выдается на СТ
00000	TNOZ	(NÅOVR)ÚZ		TZC	ZÚC
	TNO	NÅOVR		TN	N
	TZ	Z		TL	L
	TOVR	OVR		TF1	F1
	TLOW	0 (Const)		TF2	F2
	TC	C		TF3	F3

Состояние шины Y при действии инструкции TSTST не определено, содержимое РгС не меняется.

Содержимое РгС может быть так же проверено (помимо инструкции) через двунаправленную шину Т(4:1), причем код Т(4:1) совпадает с полем кода инструкции I(4:1) для выбора соответствующего условия (см. таблицу). При конфликте кодов I(4:1) и Т(4:1) приоритет имеют линии I(4:1).

12) Инструкция «Нет операции»:

		14 13	12 9	8 5	4 0
NOP		1 1

Значение шину Y не определено; Внутреннее состояние регистров не меняется.

Инструкции с непосредственным операндом – двухтактные – содержат в мнемокоде литеру «I». Операнд размещается в программе (микропрограмме) непосредственно за словом инструкции

.

Рис. 10.21. Реализация обратной свертки

Дата добавления: 2014-01-14