وظائف وحدة التنفيذ EU

تتكون وحدة التنفيذ EU من تجزئين أساسيين هما وحدة الحساب والمنطق ALU ومجموعة المسجلات العمومية General Registers وتقوم وحدة الـEU باستقبال شفرات الأوامر من مسجل الأمر Instruction Queue الموجود بوحدة الـBIU ثم يدخل هو أول بايت يخرج FIFO

1- وحدة الحساب والمنطق ALU:

تعد وحدة الحساب والمنطق ALU هي الجزء الحاسب في وحدة التنفيذ. وهي تحتوى على دوائر إلكترونية تقوم بإجراء العمليات الحسابية والمنطقية على شفرة ثنائية ممثله بإشارات كهربية.

2- مسجل العلامات Flag register:

يعتبر مسجل العلامات مسجل خاص مشترك مع وحدة الـALU ويستخدم لتخزين المعلومات التي حول ظروف العملية التي تقوم بها وحدة الـALU فعلى سبيل المثال إذا قامت وحدة الـ ALU بضرب عددين ثنائيين وكان ناتج حاصل الضرب كبير بقدر لا يمكن تخزينه في موقع ذاكره معين، في هذه الحالة سيتم وضع علامة، معينه (أحد الأرقام الثنائية لمسجل العلامات) عند منطق "1" فيشير هذا لوحدة المعالج الدقيق بظروف عملية الضرب التي تمت. شكل 4/12 يبين علامات مسجل العلامات في المعالج 8088.

يتضح من الشكل أن للمسجل 9 علامات لتسجل معلومات حالة المعالج وتحكم العمليات. بحيث العلامات الستة AF, CF, OF, SF, PF, ZF هي علامات الحالة Status Flags بينما العلامات الثلاث الباقية هي علامات التحكم Control Flags وهي العلامات DF, IF, TF وفيما يلي وصف وظيفة كل علامة:

العلامة (AF) Auxiliary Flag (علامة المنقول المساعد):

تملأ Set (أي توضع عند منطق "1") هذه العلامة إذا كان هناك منقول أو مستعار من الرقم الثنائي الرابع (b3) وتستخدم هذه العلامة عند تنفيذ أوامر الحساب العشري.

العلامة Carry flag (CF) (علامة المنقول):

تملأ هذه العلامة إذا كان هناك منقول من الرقم الثنائي الأقصى أهميه. وتستخدم هذه العلامة عند تنفيذ أوامر الجمع والطرح.

العلامة Over Flow Flag (OF) (علامة الفائض)

تملأ هذه العلامة إذا كان هناك فائض بمعني أن النتيجة تحتاج إلى عدد من المواضع الثنائية أكبر من طول الوقع.

العلامة Sign Flag (SF) (علامة الإشارة)

تملأ هذه العلامة إذا كانت النتيجة سالبه وتفض (SF=0) إذا كانت النتيجة موجبه.

العلامة Parity Flag (PF) (علامة المطابقة):

تملأ هذه العلامة إذا كان عدد الآحاد في النتيجة زوجي وتفض إذا كان عدد الآحاد في النتيجة فردي.

العلامة Zero Flag (ZF) (علامة الصفر)

تملأ هذه العلامة إذا كانت النتيجة تساوي صفر بينما تفض إن كان العكس.

العلامة Direction Flag (DF) (علامة الاتجاه)

تستخدم هذه العلامة في أوامر التسلسل والتي يطلق عليها المصطلح String Instruction والمقصود بكلمة String سلسله من البيانات أو الكلمات المخزنة في مواقع متتالية بالذاكرة. فعند القيام بملأ علامة الـDF أي جعل DF=1 يتسبب ذلك في:

أن أوامر التسلسل بعد تلقائي تنازلي Auto-Decrement أي تكون العملية هي تسلسل من العنوان الأعلى للعنوان الأدنى. وعلى العكس عند فض هذه العلامة أي عند جعل DF-0 فإن هذا يجعل أوامر التسلسل تقوم بالعد التلقائي التصاعدي Auto-Increment

العلامة Interrupt-Enable Flag (IF) (علامة تمكين المقاطعة)

عندما تملأ هذه العلامة تقبل وحدة المعالج الدقيق طلب المقاطعة الخارجية أي تقوم بتمكين المقاطعة. أما عندما تفض هذه العلامة فلأن المعالج لا يقوم بتمكين طلب المقاطعة.

العلامة Trap Flag (TF) (علامة المصيدة):

عندما تملأ هذه العلامة أي عندما TE=1 فإن هذا يجعل المعالج الدقيق يعمل بأسلوب خطوه بخطوه أي يتسبب المعالج الدقيق في توليد مقاطعه داخلية تلقائية بعد تنفيذ كل أمر مما يعطي فرصة للمستخدم لفحص نتيجة تنفيذ الأمر قبل أن يتم تنفيذ الأمر التالي. حيث يفيد هذا الأسلوب في تحديد مكان أي خطأ بالبرنامج إن وجد. والفائدة أكبر خصوصاً في البرامج الطويلة.

3- المسجلات العمومية General Register:

تتكون المسجلات العمومية من مجموعتين، مجموعة مسجلات البيانات Data Registers ومجموعة كل من مسجلات المؤشر Pointer Registers ومسجلات الدليل Index Registers

وتقوم هذه المجموعة من المسجلات بتحديد عنوان الموقع المختار لتخزين المعلومات بالذاكرة.

تأخذ مسجلات البيانات الأسماء DX, CX, BX, AX وكل منها بطول 16-bit وينقسم كل منها إلى نصفين أحدهم أعلى أهميه والآخر أدنى أهميه وبطول 8-bit لكل منهما. وحرف H يمثل الأعلى أهميه بينما حرف L يمثل الأدنى أهميه. شكل 13-4 يبين مجموعة مسجلات البيانات.

يمكن أن تستخدم هذه المسجلات مفردة أي بطول 8-bit أو مزدوجة أي بطول 16-bit وتستخدم هذه المسجلات في أغلب العمليات الحسابية والمنطقية لتخزين والمعاملات التي تجرى عليها العمليات. بينما تخزن النتائج في المسجل AX الذي يسمى بالمركم Accumulator تأخذ مسجلات المؤشر الأسماء BP, SP بينما تأخذ مؤشرات الدليل الأسماءDI,SI.

ويمكن استخدام هذه المسجلات في أغلب العمليات الحسابية والمنطقية ولكن عادة يكون استخدامها لتشير أو لتدل على عنوان ذاكرة، حيث تملأ هذه المسجلات بعناوين الذاكرة التي يتم تحديدها عن طريق البرنامج، ويمكن تعديل هذه العناوين إلى عناوين أخرى تمثل المواقع الفعلية المقصود التخزين بها وذلك بواسطة إضافة معلومات أخرى إليها عن طريق وحدة الـ BIU ويسمى العنوان الناتج بعد الإضافة بالعنوان الفيزيائي Physical Address شكل 4-14 يبين مجموعة مسجلات المؤشر والدليل. الجدول الآتي يلخص جميع المسجلات الموجودة بوحدة التنفيذ ويوضح استخدام ووظيفة كل منها.

جدول يبين جميع مسجلات وحدة التنفيذ ووظائفها