科学网 › 标签 › 寄存器

标签: 寄存器

相关帖子	版块	作者	回复/查看	最后发表

没有相关内容

相关日志

[一些史前的东西]8086寄存器总结: andrewwang 2011-11-21 21:10; 8086寄存器总结 (2009-12-08 14:02:42) 标签：杂谈　在8086的EU--执行单元(Execution Unit)和BIU--总线接口单元（Bus Interface Unit）两部分中包含有一些工作寄存器，这些寄存器用来存放计算过程中的各种信息，如操作数地址、操作数及运算的中间结果等。微处理器从寄存器中存取数据比从存储器中存取数据要快的多，因此，在计算过程中，合理利用寄存器保存操作数、中间结果或其它信息，能提高程序的运行效率。根据这些寄存器所起的作用，8086寄存器组可以分为通用寄存器、专用寄存器和段寄存器三类 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 　　1．通用寄存器　　通用寄存器包括了8个16位的寄存器：AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI及SI。其中AX、BX、CX、DX在一般情况下作为通用的数据寄存器，用来暂时存放计算过程中所用到的操作数、结果或其他信息。它们还可分为两个独立的8位寄存器使用，命名为AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL和DH。这4个通用数据寄存器除通用功能外，还有如下专门用途：　　AX作为累加器用，所以它是算术运算的主要寄存器。在乘除指令中指定用来存放操作数。另外，所有的I/O指令都使用AX或AL与外部设备传送信息。　　BX在计算存储器地址时，可作为基址寄存器使用。　　CX常用来保存计数值，如在移位指令、循环指令和串处理指令中用作隐含的计数器。 DX在作双字长运算时，可把DX和AX组合在一起存放一个双字长数，DX用来存放高16位数据。此外，对某些I/O操作，DX可用来存放I/O的端口地址。　　SP、BP、SI、DI四个16位寄存器可以象数据寄存器一样在运算过程中存放操作数，但它们只能以字（16位）为单位使用。此外，它们更经常的用途是在存储器寻址时，提供偏移地址。因此，它们可称为指针或变址寄存器。　　SP称为堆栈指针寄存器，用来指出栈顶的偏移地址。　　BP称为基址指针寄存器，在寻址时作为基地址寄存器使用，但它必须与堆栈段寄存器SS联用来确定堆栈段中的存储单元地址。　　SI为源变址寄存器，在串处理指令中，SI作为隐含的源变址寄存器与DS联用，以确定数据段中的存储单元地址，并有自动增量和自动减量的变址功能。　　DI为目的变址寄存器，在串处理指令中，DI和附加段寄存器ES联用，以达到在附加段中寻址的目的，然后DI自动增量或减量。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 8086的专用寄存器包括IP、SP和FLAGS三个16位寄存器。　　IP为指令指针寄存器，它用来存放将要执行的下一条指令地址的偏移量，它与段寄存器CS联合形成代码段中指令的物理地址。在计算机中，控制程序的执行流程就是通过控制IP的值来实现的。　　SP为堆栈指针寄存器，它与堆栈段寄存器联用来确定堆栈段中栈顶的地址，也就是说SP用来存放栈顶的偏移地址。　　FLAGS为标志寄存器，这是一个存放条件码标志、控制标志的16位寄存器。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 8086的标志寄存器条件码标志用来记录程序中运行结果的状态信息，它们是根据有关指令的运行结果由(CPU)自动设置的。由于这些状态信息往往作为后续条件转移指令的转移控制条件，所以称为条件码。　　① 进位标志　CF，记录运算时最高有效位产生的进位值。　　② 符号标志　SF，记录运算结果的符号。结果为负时置1，否则置0。　　③ 零标志　　ZF，运算结果为0时ZF位置1，否则置0。　　④ 溢出标志　OF，在运算过程中，如操作数超出了机器可表示数的范围称为溢出。溢出时OF位置1，否则置0。　　⑤ 辅助进位标志　AF，记录运算时第3位（半个字节）产生的进位值。　　⑥ 奇偶标志　PF，用来为机器中传送信息时可能产生的代码出错情况提供检验条件。当结果操作数中1的个数为偶数时置1，否则置0。　　控制标志位有3位：　　① 方向标志　DF，在串处理指令中控制处理信息的方向。当DF=1时，串处理从高地址向低地址方向处理。当DF=0时，串处理就从低地址向高地址方向处理。　　② 陷阱标志　TF，用于调试时的单步方式操作。当TF=1时，每条指令执行完后产生陷阱，由系统控制计算机；当TF=0时，CPU正常工作，不产生陷阱。　　③ 中断标志　IF，用于控制可屏蔽硬件中断。当IF=1时，允许8086微处理器响应中断请求，否则关闭中断。　　8086提供了设置某些状态信息的指令。必要时，程序员可使用这些指令来建立状态信息。调试程序Debug中提供了测试标志位的手段，它用符号表示某些标志位的值 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 　　3．段寄存器　　8086微处理器共有4个16位的段寄存器，在寻址内存单元时，用它们直接或间接地存放段地址。　　代码段寄存器CS：存放当前执行的程序的段地址。　　数据段寄存器DS：存放当前执行的程序所用操作数的段地址。　　堆栈段寄存器SS：存放当前执行的程序所用堆栈的段地址。　　附加段寄存器ES：存放当前执行程序中一个辅助数据段的段地址。注：执行单元(Execution Unit)：负责指令的执行，实际是既有控制器的功能，也有运算器的功能。包括：ALU、标志寄存器、暂存器、寄存器组、控制单元。EU和BIU是组成8086微处理器的两个基本功能部件，他们相互配合完成指令操作。当EU从指令队列中去走指令后，指令队列出现空字节，BIU就立即自动地从内存中取出后续的指令放入队列；当EU执行指令需要操作数时，BIU就根据EU给出的操作数有效地址，从指定的内存单元或I/O端口取出数据供EU使用；当EU运算结束后，BIU将运算结果写入指定的内存单元或I/O端口。EU和BIU这两个功能部件又是相互独立的。大多数情况下，EU的执行指令操作与BIU的取指令操作在实践上可重叠进行，既EU进行某条指令执行操作时，BIU可同时进行后继指令的取指令操作，这两个部件并行连续工作可形成指令处理流水线。这样，可减少CPU取指令的等待时间，加快了CPU的指令执行速度，也提高了系统总线的利用率。) 写这篇文章，完全是因为学习保护模式需要这些知识，读者完全可以走马观花，大致看看有什么内容，知道需要的时候来查这篇文章就可以了，完全没有必要抵抗着困意非要把这篇文章认真看完，记住里面每一个寄存器里每一位的定义，但是以后的文章如果需要，一定要记得回来查查相关的内容。; 1177 次阅读|0 个评论

[转载]9/28 Nature: 从恐龙到鸟类爬行动物基因组被测序: genevalley 2011-9-30 07:16; （选自英国Nature杂志，2011年9月29日出版） “矮造父变星”上的“星震” http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85086issue=7366 固体量子寄存器 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85088issue=7366 由厄尔尼诺事件造成的植物生产力的变化 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85090issue=7366 从恐龙到鸟类的脚趾演化 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85093issue=7366 第一个爬行动物基因组被测序 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85096issue=7366 NLR家族凋亡抑制蛋白的特异性作用 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85099issue=7366 SUMO1 l的水平与心脏衰竭有关 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85105issue=7366 Tet3对受精卵的重新编程 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85108issue=7366 封面故事: 一个GPCR跨膜信号作用复合物的结构被确定 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85124issue=7366 发动蛋白的结构和功能 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85126issue=7366 在宇宙尺度上对广义相对论的验证 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85130issue=7366 从恐龙到鸟类的脚趾演化鸟类今天几乎普遍被认为是恐龙的后代，但始终存在一个问题。恐龙的三个脚趾通常被认为对应于先祖四足动物的第1、第2和第3个脚趾，而鸟类的脚趾则似乎对应于第2、第3和第4个脚趾。解决这个问题的一个办法是提出这样一个假设：一个“同源框架变化”(homeotic frame shift)在演化过程中改变了各脚趾的身份。现在，Gunter Wagner及其同事所做工作为这一假设提供了证据：他们通过转录组学研究发现，小鸡腿上的第1趾与其翅膀上的第2趾有相同的转录组。换句话说，翅膀上的第1趾在演化中发生了同源变化。然而，所有其他趾的身份仍不是很清楚。封面故事: 一个GPCR跨膜信号作用复合物的结构被确定一个细胞对荷尔蒙和神经传输物质的反应的绝大部分以及视觉、嗅觉和味觉等，都是由“G-蛋白耦合受体” (GPCRs)调控的。这使得GPCRs潜在成为人体中最重要的一组药物目标。GPCRs深深嵌入在细胞膜中，与细胞膜交叉7次，所以，正如在最近一篇 News Feature (go.nature.com/ftQNX4)文章中所介绍的那样，要确定这些复合物的结构特别具有挑战性。现在，人们等待已久的一个GPCR跨膜信号作用复合物的X-射线晶体结构已被Brian Kobilka的研究组确定，其论文的最终版本发表在本期Nature上。所发表的结构是与Gs（腺苷酸环化酶的刺激性G蛋白）形成复合物的“β2肾上腺素能受体”的一个“被激动剂占据的单体”的结构。另一篇与其相伴的论文介绍了利用“肽酰胺氢-氘交换质谱”对这一信号作用复合物的蛋白动态所做的探测研究。; 个人分类: 文摘|2025 次阅读|0 个评论

CPU设计我要让更多的人掌握它（续3）: accsys 2010-1-4 03:22; 2.2.2 组成存储设备的器件计算机核心器件除了运算器之外，存储设备也是非常重要的组成部件。 2.2.2.1 触发器与寄存器我们知道电信号传播的速度是同光的速度一样，300000km/s。因而电路输入端信号在输出端引起反应要经过一定的时间。可是电信号在一般电子器件中穿行的距离太小，因而许多小的电子器件电信号穿行的时间可以忽略不计。如果想让信号保留一段时间，必须用专门的设备，这种设备叫触发器，也称为锁存器。一个触发器只能记录一位二进制数。如果将多个触发器组织在一起，并且能够人为地控制保存数据的时间，能够根据需要设置所保留的数据，这个设备就叫寄存器。 Verilog HDL语言将触发器看作寄存器的特例，用reg来描述寄存器。例如，reg a,b;定义了一个16位的寄存器。对寄存器的赋值也简单用=或=符号进行。前者叫阻塞赋值，如果有多个这样的赋值表达式，要由前向后逐个进行。后者叫非阻塞赋值，多个这种赋值表达式可以同时进行。例如，a = 8b10101000; b = 8b10000011; 要先给a赋值，然后再给b赋值。如果将此处的=换成=则a、b的赋值是同时进行的。赋值表达式的右侧是二进制常数10101000和10000011的表示，b是二进制表示符，单引号前面的数字是二进制数的位数。如果用其他进制表示数也可以，但前面的长度仍然用二进制的数码长度。例如，a = 8b10101000；可以表示成 a = 8hA8；或a = 8o250；字母h代表十六进制，o代表八进制。实际的电路并不像Verilog HDL语言书写的那样简单，而必需转化成能够完成置数和保存数的电路。 2.2.2.1.1 D型触发器图 2 -6是一个D型触发器，能在CLK瞬间为1时让D的值在Q端保持。图 2 -6 D型触发器若CLK=1，则 S=D，R=D。如果此时D=1，那么S=1，R=0；由于门电路都是高电位起作用，所以或门再通过一个非门（或非门），使Q=0，于是瞬间形成Q=1,Q=0的状态。在CLK=1时，若D=0，那么S=0，R=1；由于或门电路高电位起作用，再通过一个非门，使Q=1，于是瞬间形成Q=0,Q=1的状态。可见不论D为何值，当CLK=1时，总有Q=D。若此后CLK=0保持，则使S=R=0保持，但由于Q和Q的反馈作用和或非门的特点，Q=D的状态会一直保持，这是一个稳定的状态。不难看出CLK=0的时间长短，决定着前面进入的D的值保持时间的长度。 2.2.2.1.2 前沿触发器 D型触发器通过CLK=1能够将D的值保持，但实际电路中D的值变化很快，快到CLK=1的时间段内，D的值发生多次变化，也就是我们得到的值不一定是我们所要的那个值。一个直接的想法是让CLK=1的时间非常短，短到D的值来不及变化的程度，还有一个办法是让某个时刻的D值保持不变。图 2- 7就是为了解决这个问题而设计的。图 2 -7 前沿触发器及简图图 2 7(a)中将两个D型触发器连接成一个前沿触发器。CLK=0时，通过一个非门的作用，使左面一个D型触发器不断将输入端D值传给其Q端输出，但右面的D型触发器由于CLK=0，故仍然保持原来的值。而当CLK由0变1的瞬间，通过图中的非门电路，左面一个D型触发器的外面输入被封锁，右面的D型触发器接收的输入就保持D被封锁前的最末的值。此后，不论CLK的值是否变成0，右面D型触发器的输出端总是前面那个CLK由0变1的瞬间的外界的那个D值。由于CLK由0变1的瞬间是矩形波形的前沿，得到的D值就在 CLK的前沿，故称图 2- 7的触发器组合为前沿触发器。可知，前沿触发器能够准确地捕捉数据信号。前沿触发器使用时用简单的图 2- 7(b)图形符号表示。 2.2.2.1.3 寄存器将多个前沿触发器顺序排在一起，就组成了能够将多位数据保存在两个CLK=1的间隔时间内的寄存器。如果想控制保存的时间，只要在CLK线路上加一个与门电路，与门的一个输入端还是原来的CLK，这样用另一个输入端就可以控制所有的前沿触发器保存数据的时间。图 2 -8是寄存器的简图。图 2 -8 寄存器图 2 -8中斜线上方的数字表示多股线的条数。寄存器一般也用矩形来简单表示，将与门隐藏进矩形内，外面多标出一条控制线k。 2.2.2.2 计数器用硬件程序设计语言解决寄存器加减运算是非常容易的事，因为只要定义了寄存器变量，就可以用加减运算符号表达出来。计数器是能够作加一运算和减一运算的寄存器，它的动作要远比将寄存器的数送到运算器，做完加减一或减一之后再回送寄存器的速度快得多。计数器的构造和工作原理，暂时不懂也不影响用Verilog HDL编写设计程序。如果读者想深入了解，请参考姜咏江写的《计算机原理教程》一书的120页至121页，或者参考《计算机原理综合课程设计》一书的82页。 --- 待续 ---; 个人分类: 计算机核|4348 次阅读|0 个评论

更多...

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭 安全验证

标签: 寄存器

相关帖子

相关日志

关闭安全验证