Обладает ли регистр-аккумулятор возможностью сдвига данных влево и вправо?

Да, в аккумуляторе сдвиг данных используется в целях облегчения выполнения некоторых операций ариф-мегическо-логическим устройством.

Как регистр-аккумулятор связан с арифметическо-логическим устройством?

Регистр-аккумулятор связан с арифметическо-логическим устройством через логические элементы, с помощью которых осуществляется управление его входами и выходами, так же, как управляются входы и выходы сдвигающих регистров. Многие арифметические и логические операции могут выполняться организацией различных путей прохождения данных и пересылки их к соответствующим входам в схемах сдвигающих регистров. Наиболее общими являются такие операции, как СЛОЖЕНИЕ (ADD), ПРИРАЩЕНИЕ НА 1 (INCREMENT BY 1), ОЧИСТКА, или СБРОС (CLEAR), И (AND), ИЛИ (OR), ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, или СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2 (XOR), СДВИГ ВПРАВО (SHIFT RIGHT), СДВИГ ВЛЕВО (SHIFT LEFT), ВЗЯТИЕ ДОПОЛНЕНИЯ ДО 1 (COMPLEMENT), СРАВНЕНИЕ (COMPARE), ПРОВЕРКА НА ОТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ (NEGATIVE CHECK), ПРОВЕРКА НА НУЛЬ (ZERO CHECK). Точный перечень предусмотренных операций варьируется в зависимости от типа микропроцессора.

Различные входы схем, необходимые для выполнения различных операций, связаны со входом каждого триггера через элемент ИЛИ. Подробное рассмотрение всевозможных схем было бы утомительно. Разобраться в том, как работает арифметическо-логическое устройство, можно, проанализировав цепи, связывающие его с аккумулятором, необходимые для обеспечения выполнения следующей простой программы: ОЧИСТКА (CLEAR), ЗАГРУЗКА (LOAD), СЛОЖЕНИЕ (ADD) и ХРАНЕНИЕ (STORE),

Последовательность операций в типовом микропроцессоре могла бы быть следующей: очистить флаг переноса, записать (запомнить) число (Л7Л6Л5Л4Л3/42Л1Л0) в аккумулятор, запомнить другое число (8788883828180) в буферном регистре, сложить их в сумматоре и по-

5* 91

местить сумму снова в аккумулятор вместо первого числа. Далее можно произвести последующие операции с суммой, такие как приращение ее на 1, инвертирование или пересылка на хранение в память.

За исключением сквозной передачи сигналов переноса, сложение производится параллельно. Поэтому можно упростить анализ работы схемы, не рассматривая цепи

Разряд 7 сумматора

Выходноиг-перенос о-

Sy By -J

-out

Разряд i сумматора

Разряд 7 анкумулятора

ь

H5f Bi Hi Cm

Разряд 0 a сумматора

Входной

Разрядi аннумулятора

Ho Bo

перепое

-- . lO

Разряд 0 аккумулятора

TaKWoSbie импульсы

Сложить --о

Очистить

Рис. 6.10. Самый старший, г'-й и самый младший двоичные разряды регистра-аккумулятора

сдвига, которые уже исследовались, и концентрируя внимание на одном двоичном разряде (разряд t) регистра, находящемся где-нибудь в середине. Он показан в схеме регистра-аккумулятора на рис. 6.10. Там же приведены схемы первого и последнего разрядов, чтобы можно было видеть, что происходит с сигналом входного и выходного переноса для всего регистра. Принято называть крайний правый разряд регистра (самый младший двоичный разряд) нулевым, крайний левый разряд (самый старший двоичный разряд) седьмым.

Тредположим. что код входных управляющих сигналов (СЛОЖИТЬ и ОЧИСТИТЬ) есть 00, а одно из складываемых чисел поступило в регистр-аккумулятор и хранится в нем, о чем можно судить по сигналам на его выходах QiQbQbQ>,QzQ2Q\Qf). Другое число поступило в буферный регистр, и соответствующие сигналы имеются на его выходах B-jBBcJiJiiBJixBQ. Схема сумматора (верхние блоки на рис. 6,10) комбинационная, поэтому на его выходах {SS(,SSSьS2S>\Sf)) уже есть сигналы

суммы, а на выходах (С7С6С5С4С3С2С1С0) сигналы переносов.

Результат суммирования подается обратно на входы регистра-аккумулятора через элементы И Это возможно благодаря тому, что на других входах этих элементов присутствуют единичные сигналы, поскольку они соединены через элемент НЕ с управляющим сигналом ОЧИСТИТЬ, а его код есть 0. Результат суммирования пока не влияет на содержимое регистра-аккумулятора, так как схема его не комбинационная, а последовательностная, и в этот момент импульс синхронизатора не проходит через элемент У. Это связано с тем, что как управляющий сигнал СЛОЖИТЬ, так и сигнал ОЧИСТИТЬ имеют нулевые коды, которые, будучи поданными на схему ИЛИ (элемент Z), обнуляют нижний вход элемента У (схемы И) и отключают тем самым цепь синхронизации. Если на управляющий вход СЛОЖИТЬ поступит сигнал 1 в течение времени прохождения очередного тактового импульса, то этот импульс поступит на все синхронизирующие входы аккумулятора через элемент У (схему И). Это приведет к тому, что сигналы результата сложения станут входными сигналами первой ступени каждого iWS-триггера. После прохождения тактового импульса сумма автоматически перепишется из первой ступени каждого iWS-триггера во вторую и появится на выходах, где и будет храниться, если на управляющих входах снова будут сигналы 00. Сумму теперь можно считать в параллельной форме с выходов аккумулятора Q7QeQbQ4Q:iQ2QiQ4 или в последовательной форме с использованием описанных ранее цепей.

Если потребуется выполнить команду ОЧИСТИТЬ аккумулятор, то это можно сделать подачей управляющих сигналов 01 в течение длительности тактового импульса. Это приведет к обнулению выходов схем И (элементов 7X6X5X4X3X2X1X0), и, следовательно, к тому, что на всех входах аккумулятора в течение времени, равного длительности импульса синхронизации, будут нулевые сигналы. К моменту, когда тактовый импульс прекратится, на выходы всех триггеров поступят 0. Если выходной сигнал последнего переноса аккумулятора на выходе разряда 7 поступит на триггер флага переноса, то этот триггер будет установлен в состояние О после выполнения указанной выше операции.