Arquitetura de Computadores

Study Notes

O valor no BUS de dados é copiado bit a bit para o registo temporário da ALU sem alterações.
A porta tristate ativada pelo sinal LDTMP isola o BUS de dados do CPU do BUS interno da ALU.
A capacidade de escrita em simultâneo no registo temporário é possível num mesmo ciclo de clock.

A soma é implementada com um somador completo (Full Adder).
Uma entrada do somador está ligada ao BUS de dados e a outra às saídas em baixo impedância do registo TMP.
As saídas do somador estão ligadas ao BUS interno da ALU com um tristate controlado pelo sinal de RDADD.
Para guardar o resultado da soma no registo TMP, os sinais RDADD e WTMP devem ser ativados no mesmo ciclo de relógio.
Com esta funcionalidade, é possível realizar operações de soma e subtração, considerando que x - y = x + (-y).
Para realizar subtração, é necessário transformar o subtraendo no seu complemento para 2 e realizar a adição das duas parcelas.

O controlador é o subsistema do CPU que permite gerar os sinais que realizam as operações desejadas.
A construção do controlador é realizada com o recurso a uma máquina de estado.
A máquina de estado avalia, a cada transição de clock, as entradas e tendo em consideração o estado corrente decide qual o estado futuro.
Cada estado activa um conjunto de sinais que são utilizados para realizar as operações pretendidas.

A instrução MOV copia o valor de um registo para outro.
Exemplos de instrução MOV:
- MOV A, B - copia o valor de B para A
- MOV B, A - copia o valor de A para B
A instrução ADD soma os valores dos registos e guarda o resultado no primeiro operando.
Exemplos de instrução ADD:
- ADD A, B - soma o valor de A e B e armazena o resultado em A
- ADD B, A - soma o valor de A e B e armazena o resultado em B

OPCODE é o código de instrução atribuído a cada instrução.
É necessário atribuir códigos distintos para cada instrução para que o controlador consiga identificar qual o desejo do programador.
Exemplos de OPCODE:
- MOV A, B - 0010 1111 (2Fh)
- MOV B, A - 0000 1110 (0Eh)