68000 Registros Familiares y Direccionamiento en Arquitectura Computacional

El procesador 68000 se caracteriza por una longitud de palabra externa de 16 bits, ya que el chip del procesador tiene 16 pines de datos para la conexión a la memoria. Sin embargo, los datos se manipulan dentro del procesador en registros que contienen los 32 bits. Otros modelos de esta familia son los procesadores 68020, 68030 y 68040, que vienen en paquetes de chips grandes y tienen pines de datos externos de 32 bits. Por lo tanto, pueden manejar datos tanto interna como externamente en cantidades de 32 bits. 

La estructura de registro 68000:
La estructura de registro 68000 tiene 8 registros de datos y 8 registros de direcciones, cada uno de 32 bits de longitud. Los registros de datos sirven como acumuladores de propósito general como contadores. La siguiente es la estructura para el mismo se da a continuación.

 

Las instrucciones 68000 tratan con operandos de tres longitudes diferentes. Se dice que un operando de 32 bits es una palabra larga ocupada , un operando de 16 bits constituye una palabra y un operando de 8 bits es un byte . Cuando una instrucción usa un byte o un operando de palabra en un registro, el operando está en las posiciones de bits de orden inferior del registro. En la mayoría de los casos, tales instrucciones no afectan a los restantes bits de orden superior del registro, pero algunas instrucciones extienden el signo de un operando más corto a los bits de orden superior.

Los registros de direcciones contienen la información utilizada en la determinación de las direcciones de los operandos de memoria. Esta información se puede dar en palabras largas o en tamaños de palabras. Cuando la dirección de una ubicación de memoria dada es un registro de direcciones que sirve como puntero a esa ubicación. Tanto los registros de dirección como los de datos también se pueden utilizar como registros de índice. Un registro de dirección, A7, tiene la función especial de ser el puntero de la pila del procesador. Los registros de direcciones y los cálculos de direcciones involucran 32 bits. Sin embargo, en el caso de 68000, solo los 24 bits menos significativos de una dirección se utilizan externamente para acceder a la memoria. Los procesadores 68020, 68030, 68040 tienen 32 líneas de direcciones externas y 32 líneas de datos.

Direccionamiento:

• La memoria de una computadora 68000 está organizada en palabras de 16 bits y es direccionable por bytes. Dos palabras consecutivas se pueden interpretar como una sola palabra larga de 32 bits. Las direcciones de memoria se asignan como se muestra en el diagrama anterior. Una palabra debe estar alineada en un límite par (es decir, su dirección debe ser un número par). Se utiliza la asignación de direcciones big-endian. El byte en la posición de orden superior de una palabra tiene la misma dirección que la palabra, mientras que el byte en la posición de orden inferior tiene la siguiente dirección superior. 
   
• Dado que el 68000 genera direcciones de 24 bits, su espacio direccionable es de 2 ²⁴ (16 777 216 o 16 M) bytes. Puede pensarse que este espacio direccionable consta de 512 (2 ⁹ ) páginas de 32 K (2 ¹⁵ ) bytes cada una. Así, las direcciones hexadecimales 0 a 7FFF constituyen la página 0, las direcciones 8000 a FFFF componen la página 2, y así sucesivamente. La última página consta de direcciones de FF8000 a FFFFFF.
   
• El 68000 tiene varios modos de direccionamiento. Muchas de las instrucciones del 68000 caben en una palabra de 16 bits, pero algunas requieren palabras adicionales para obtener información de direccionamiento adicional. La primera palabra de instrucción es la palabra de código OP , que especifica la operación a realizar y brinda información de direccionamiento. El resto de la información se da en palabras subsiguientes.

Diferentes tipos de modos en el direccionamiento :
A continuación se muestran los diferentes modos de direccionamiento disponibles de la siguiente manera.

1. Modo inmediato
2. modo absoluto
3. Modo de registro
4. Registrar Modo Indirecto
5. Modo de incremento automático
6. Modo de disminución automática
7. Modo de índice básico
8. Modo de índice completo
9. Dirección relativa básica
10. Modo relativo completo 

Sintaxis y función de los modos de direccionamiento:
Echemos un vistazo a la parte de evaluación de los modos de direccionamiento de la siguiente manera.

Nombre	Sintaxis del ensamblador	Función de direccionamiento
Inmediato	#Valor	Operando = Valor
corto absoluto	Valor	EA = Signo WValue extendido
Largo absoluto	Valor	AE = Valor
Registro	Rn	EA = R norte Operando = [ Rn ]
Registrar Indirecto	(Un)	EA = [A n ];
Autoincremento	(Un)+	EA = [A norte ] Incremento A n
autodecremento	-(Un)	Decrementar A n EA = [A norte ]
Básico Indexado	ValorW(An)	EA = WValor + [A n ]
Indexado Completo	ValorB(An,Rk,S)	EA = BValor + [A n ] + [R k ]
Básico relativo	WValor(PC) o etiqueta	EA = Valor W + [PC]
relativo lleno	BValor(PC,Rk,S) o Etiqueta (Rk)	EA =BValor + [PC] + [R k ]

Aquí, verá el significado de los términos.

EA       = effective address
Value    = a number given either explicitly or represented by a label
BValue   = an 8-bit value
WValue   = an 16-bit value
An       = an address register
Rk       = an address or a data register
S       = a size indicator: W for sign-extended 16-bit word and L stands for 32-bit long word

Ejemplo –
Hagamos un ejemplo rápido para entenderlo. Considere la instrucción ADD 100(PC,A1),D0 . Cuando se codifica en forma de máquina, esta instrucción consta de 2 palabras. La palabra de código OP especifica que se trata de una instrucción ADD, que el registro de destino es el registro de datos D0 y que se utiliza el modo de direccionamiento relativo completo para el operando de origen. La segunda palabra, también llamada palabra de extensión , especifica que el registro A1 se usa como registro de índice y contiene el valor de desplazamiento 100 encerrado en 8 bits.

Suponga que la instrucción anterior se almacena en una ubicación 1000 y el registro A1 contiene el valor 6. Cuando se ha obtenido la palabra de código OP de esta instrucción y mientras el procesador la decodifica, el programa hace contrapunto a la palabra de extensión, que significa que el contador de programa contiene el valor 1002. Por lo tanto, la dirección efectiva del operando fuente es la siguiente.

EA = [PC] + [A1] + 100 = 1002 + 6 +100 = 1108