03 第三讲 微处理器指 令集设计.ppt

文档介绍：第三讲微处理器指令集设计
微处理器指令集设计
垂直指令格式
指令类型及其使用频度
CISC指令集特点
RISC指令集特点
指令集设计的发展
微处理器指令集设计的基本要求
处理器设计的艺术就是定义一个指令集
在软件方面,支持对程序员有用的功能
在硬件实现方面,的实现要尽可能有效率
具有较长的生命周期,最好是这个指令集还应使以后更复杂的实现也有同样的效率
正交指令格式
如果构造一条指令的每一种选择都独立于其他的选择,那么指令集就是正交的
正交指令格式 ■ 4地址指令
基本指令格式可用如图2-1所示的二进制格式表示。在这种格式中,每条指令需要4n+f位。其中每个操作数需要n位,指定操作码需要f位。
正交指令格式 ■ 3地址指令
减少每条指令所需位数的首要方法是把下一条指令的地址变为隐含的(除非是转移指令,其作用就是明确地修改指令的顺序)。若假定下一条指令的默认地址可以由指令的大小加上PC值得到,则指令变为3地址格式。这种指令的二进制表示如图2-2所示:
正交指令格式 ■ 2地址指令
若目的与一个源操作数共用一个寄存器,则可以进一步节省存储一条指令所需的位数。这种指令的二进制表示压缩为如图2-3所示:
正交指令格式 ■ 1地址指令
如果目的寄存器是隐含的,则通常称之为累加器。指令只需要指定一个操作数,即
ADD s1 ; accumulator := accumulator 十s1
这种指令的二进制表示则进一步简化为如图2-4所示
正交指令格式 ■ 0地址指令
最后,可以采用求值堆栈式(evaluation stack)的体系结构,从而使全部操作数为隐含的。
ADD; top_of_stack := top_of_stack 十 next_on_stack
这种指令的二进制表示如图2—5所示。
正交指令格式 ■寻址模式
当数据处理或数据传送指令访问操作数时,有几种标准的方法用于指定所需数据的位置。多数处理器支持这些寻址模式中的几种(但是很少会支持所有模式)。