Fonctionnement interne d’un microprocesseur

1. Tâches d’un microprocesseur
2. Les différents composants d’un microprocesseur
   2.1. L’unité de commande
   2.2. L’unité arithmétique et logique (UAL)
   2.3. Les registres
   2.3.1. Les registres de données
   2.3.2. Les registres de segment
   2.3.3. Les registres pointeurs
   2.3.4. Les registres d’état
3. Les instructions
   3.1. Les instructions arithmétiques
   3.1.1. L’addition
   3.1.2. L’incrémentation
   3.1.3. La décrémentation
   3.1.4. La négation
   3.1.5. La comparaison
   3.1.6. La multiplication
   3.1.7. La division
   
   3.2. Les instructions logiques
   3.3. Les instructions de décalage

1. Tâches d’un microprocesseur

Le rôle d'un microprocesseur est de lire l’instruction en mémoire, la décoder, puis l’exécuter et se préparer pour l’instruction suivante.

2. Les différents composants d’un microprocesseur

D’une manière générale, un microprocesseur est constitué de 3 éléments:

• L’unité de commande (UC)
• Unité arithmétique et logique (UAL)
• Des registres

Ici nous vous présentons l’architecture interne d’un microprocesseur:

2.1. L’unité de commande

L’unité de commande est la partie du microprocesseur qui commande et contrôle le fonctionnement du système. Elle séquence le déroulement des instructions. Elle effectue les principales tâches du microprocesseur, c'est-à-dire :

• La lecture de l’instruction
• Le décodage
• L’exécution
• La préparation de l’instruction suivante

2.2. L’unité arithmétique et logique (UAL)

Pour l’unité arithmétique et logique (UAL), voir ici.

2.3. Les registres

Ici nous allons vous parler de quatre types de registres que l’on peut trouver dans le microprocesseur 8086.

2.3.1. Les registres de données

Les registres de données connus aussi sous le nom de registres généraux, participent aux opérations arithmétiques et logiques ainsi qu’à l’adressage. Ils servent à la fois d’accumulateurs et de registres opérandes 16 bits. Les registres de données sont AX, BX, CX et DX. La lettre X est l’équivalent de H (High) pour la partie haute et L (low) pour la partie basse. Ainsi donc, AH et AL associés nous donnent AX; BH et BL associés nous donnent BX; CH et CL associés nous donnent CX et en fin DH et DL associés nous donnent DX.

AX: Il est utilisé comme accumulateur pour les opérations d’entrées sorties, les multiplications et les divisions.
BX: Il est le registre de base lors de l’adressage.
CX: Il est utilisé pour le comptage et les calcules.
DX: Il est utilisé dans la multiplication et la division 16 bits. Il sert comme extension au registre AX pour contenir 32 bits.

2.3.2. Les registres de segment

Les registres de segment sont CS, DS, SS et ES. Ils font partie de l’unité de gestion de mémoire intégrée au 8086. Ils permettent d’accéder à la mémoire adressable en changeant du segment.

2.3.3. Les registres pointeurs

Les registres pointeurs connus aussi sous le nom de registres d’adressage sont SP (Stack pointer: pointeur de pile, c’est compteur ordinale), BP (pointeur de base), SI (Index source) et DI (Index Destination). Ils sont utilisés pour les opérations arithmétiques et logiques. SP et BP sont également utilisés pour indiquer un déplacement dans le segment de la pile tandis que SI et DI sont utilisés pour repérer le déplacement dans le segment de données.
Le registre IP (Instruction Pointer) est le registre qui contient le déplacement en question.

2.3.4. Le registre d’état

Le registre d’état a pour rôle de stocker les résultats effectués par l’unité arithmétique et logique (UAL) après traitement sur les données.

3. Les instructions

3.1. Les instructions arithmétiques

3.1.1. L'addition

Syntaxe : ADD d,s

d étant l’opérande destination, s étant l’opérande source. ADD d, s additionne l’opérande source et l’opérande destination avec le résultat dans l’opérande destination.

3.1.2. L’incrémentation

Syntaxe : INC d

L’incrémentation consiste à ajouter 1 à l’opérande d.
Exemple: INC AX équivaut ADD AX, 1.

3.1.3. La décrémentation

Syntaxe : DEC d

La décrémentation consiste à soustraire 1 à l’opérande d.

3.1.4. La négation

Syntaxe: NEG d

Elle consiste à complémenter à 2 l’opérande d. le résultat est mis dans d.

3.1.5. La comparaison

Syntaxe: CMP d,s

Elle consiste à comparer d et s.

3.1.6. La multiplication

Syntaxe: MULL s

Elle effectue une multiplication non signée entre l’accumulateur AX et l’opérande s avec le résultat dans l’accumulateur.
Si le résultat est double, il sera mis dans l’accumulateur et son extension.

3.1.7. La division

Syntaxe: DIV s

Elle effectue une division non signé entre l’accumulateur et son extension par l’opérande source.

3.2. Les instructions logiques

• AND d,s: effectue l’opération logique ET de l’opérande d et de l’opérande s avec le résultat dans l’opérande destination d.
• NOT s: effectue le complément à 1 de l’opérande source.
• OR d,s: effectue l’opération logique OU de l’opérande d et l’opérande s avec le résultat dans d.
• XOR d,s: effectue l’opération logique OU exclusif de l’opérande d et de l’opérande s avec le résultat dans d.

3.3. Les instructions de décalage

Dans les instructions de décalage, l’opérande k peut être soit une constante ou le registre CL. Ici R représente le registre.

• Décalage logique à gauche:
  Syntaxe: SHL R,k
  exemple: SHL AX, 2
• Décalage logique à droite:
  Syntaxe: SHR R,k
  exemple:
  SHR AX,2
  SHR AX,CL
• Rotation à gauche:
  Syntaxe: ROL R,k
• Rotation à droite:
  Syntaxe: ROR R,k
• Rotation à gauche à travers le retenue:
  Syntaxe: RCL R,k
• Rotation à droite à travers le retenue:
  Syntaxe: RCR R,k

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