Описание процессора Motorola 68000-68400
Процессор 68000 был основным конкурентом процессора 8086 на заре истории ПЭВМ. Процессоры 68000 обеспечивали большее количество регистров и богатейшие возможности адресации, опережая по быстродействию 8086 модели. Только лишь с выпуском 25-мегагерцового процессора 80386, продукция Intel обгнала продукцию Motorola.
Модель процессора с точки зрения программирования представлена на рис. 1, Процессор содержит:
Рис. 1. МОдель МП с точки зрения программирования.
Регистры данных (D7 - D0)
Эти регистры предназначены для хранения бит, битовых полей (от 1 до 32 бит), байтов, слов (16 бит), длинных слов (32 бит), учетверённых слов (64 бит). Также они могут быть использованы как индексные регистры.
Адресные регистры (A7 - A0)
Эти регистры могут быть использованы как программные указатели стека, индексные или регистры базового адреса. Регистры базового адреса используются для обращения к словам и длинным словам. Регистр A7 используется как указатель аппаратного стека для вызовов подпрограмм и обработки исключений.
Регистр условия CCR Регистр условия содержит флаги в младшем байте. В основном используются 5 бит:
Рис. 2. Флаговый регистр МП.
Описание флагов:
Узел обработки плавающей точки
Узел содержит:
Рис. 3. Узел обработки ПТ МП.
Регистры данных ПТ хранят числа с ПТ в расширенном формате. Числа в ином формате при загрузке всегда преобразовываются в числа в расширенном формате.
Регистр управления FPCR показан на рис 4.
Рис. 4. Регистр управления ПТ МП.
Некоторые поля регистра статуса ПТ FPSR показаны на рис. 5. Показаны флаги, поле частного, байт статуса исключения, байт статуса запрещённых исключений.
Поле делимого содержит 7 младших битов частного и знак всего частного.
Рис. 5. Поля регистра управления ПТ МП.
Системное программирование.
Регистр статуса изображён на рис. 6.
Рис. 6. Статусный регистр МП.
Существует также регистр VBR, хранящий адрес начала таблицы прерываний. Масштабированный номер прерывания, сложенный с этим регистром, является указателем на адрес процедуры обработки прерывания.
Форматы данных
Форматы целых чисел показаны на рис. 7.
Рис. 7.
Форматы плавающих чисел (в том числе упакованное десятичное) показаны на рис. 8.
Рис. 8.
Поддерживаются не-числа, псевдо-числа, и т.д. согласно стандартам IEEE.
Формат инструкции.
Длина инструкции может колебаться от 1 до 11 слов (см. рис. 9). Первое слово содержит спецификатор эффективного адреса. Второе слово содержит спецификаторы операндов, далее идут непосредственные операнды и эффективные адреса.
Рис. 9.
Существуют различные типы адресации:
Сводка режимов адресации показана на рис. 10.
Рис. 10. Режимы адресации МП.
Поддерживаемые МП инструкции.
Поддерживаемые МП инструкции подразделяются на несколько типов:
Рис. 11. Команды передвижения данных.
Рис. 12. Инструкции целочисленной арифметики.
Рис. 13. Логические инструкции.
Рис. 14. Инструкции сдвига.
Отметим использование расширенного бита Х.
Рис. 15. Инструкции манипулирования битами.
Каждая инструкция изменяет значение только 1-го бита.
Рис. 16. Инструкции манипулирования битовыми полями.
Поле представляет собой непрерывную последовательность бит от 1 до 32 в длину.
Рис. 17. Инструкции манипулирования с BCD числами.
Специальные инструкции
Рис. 18. Инструкции передачи управления.
Рис. 19. Инструкции обработки числе с плавающей точкой, двухместные и одноместные.
Примечания
Дополнительную информацию можно прочитать в руководстве по программированию МП.
Отметим, что техническое решение фирмы Motorola объективно было несколько лучше конкурирующих решений Intel, однако фирма-производитель семейства 68000 так и не смогла достаточно популяризовать свой продукт на рынке.