[컴퓨터구조] ch.5 기본 컴퓨터의 구조와 설계 (6) 명령어 종류와 결정

Mano의 컴퓨터시스템구조 제3판, 프로텍 미디어, 김종상 옮김 도서를 정리, 요약하는 글입니다.

1. 명령어 종류와 결정

- fetch와 decode를 한 이후에 T₃ 시간에는 명령어의 종류를 결정한다. 이 때, D₇ 값을 확인한다. D₇은 연산 코드(opcode) 부분을 3x8 decoder에 의해 D₇에서 D₀로 디코딩된 것을 의미한다.  

- 만약 D₇이 1이면 opcode가 111이라는 뜻이므로 레지스터 참조 명령이거나 입출력 명령일 것이다.(이는 I 값에 따라 바뀔 것이다.) D₇이 0이라면 opcode가 111이 될 수 없으므로 (000~110 중에 하나라는 것이므로) 메모리 참조 명령이라는 뜻이다. 

 

2. 메모리 참조 명령

 

- D₇ = 0인 경우 메모리 참조(memory reference) 명령이다.

- 메모리 참조 명령의 경우, 플립플롭 I 값을 검사하는데 이때 I = 1이면 간접 주소 방식이므로 메모리에서 유효 주소를 한번 더 가져와야 한다. 간접 주소 방식은 주소를 한번 더 가져온다는 점만 기억하면 된다. 

- I = 0이면 유효 주소를 다시 가져올 필요가 없다. 하지만 실제 명령이 수행되는 타이밍을 위해서 아무런 일도 하지 않고 순차 카운트만 하나 증가시킨다.

 

3. 레지스터 참조 명령

 

- D7 = 1이고 I = 0이면 레지스터 참조(register reference) 명령이다. 명령어 비트로 보면 맨 왼쪽 비트가 0111인 것이다. 그리고 남은 12비트로 명령어의 종류가 달라진다. 

 

- 예를 들어 명령어 코드가 16진수로 7800이라고 하면 이는 2진수로 0111 1000 0000 0000이 될 것이다. IR(0-11) 레지스터의 각 비트는 B_i로 표시한다. 2진수로 표현한 코드의 각각을 보면 I', D₇, B₁₁이 1의 값을 가진다. 모든 제어 함수는 이러한 부울식이 필요하다. 간단히 기호 r로 표현한다. 따라서 7800 코드의 제어 함수는 D₇I'T₃B₁₁이 된다. 혹은 rB₁₁로 표현할수 있다.

 

- 레지스터 참조 명령의 공통으로 쓰일 D₇I'T₃B₁₁ = r로 둔다면 제어 함수들은 다음 표와 같다.

 

 

 

- 결국 T₃에 실행될 수 있는 명령의 종류를 제어함수로 표현하면 다음과 같다. 

D₇'IT₃ : AR ← M[AR] (유효 주소 읽어오기)

D₇'I'T₃ : do nothing

D₇I'T₃ : 레지스터 참조 명령 실행

D₇IT₃ : 입출력 명령 실행

 

 

- 모든 명령을 실행하고 나면 다시 처음 단계인 fetch로 넘어가기 위해서 SC 값을 0으로 클리어 하므로 T₀ 타이밍이 된다. 이는 SC ← 0으로 표현한다.