Artigo 030601 Conceitos fundamentais dos Microcontroladores, “do princípio”.

6.3     PROCESSAMENTO DAS INSTRUÇÕES

1. A Inicialização do “Sistema Computacional” depende do acionamento do “RESET”, para que todos os Registros sejam “zerados”.

2. Com o acionamento do RESET, o primeiro passo da CPU reside em executar uma “Busca de  Instrução” no endereço 0000H da Memória, onde, necessariamente, deve haver um “Código de  Instrução – Op.Code” de um “Programa”.

3. De posse deste primeiro Op.code, a CPU passa a fazer, em seguida, a “Execução” desta Instrução e a Busca da próxima.

4. O processo de “Busca” e “Execução” é repetido até o final da “Sequência de Instruções”  (“Programa”).      

Exemplo de Programa

– A análise do processamento do “Programa” abaixo permitirá demonstrar o princípio de operação dos Sistemas Computacionais.

                               IN A

                              AND 8BH

                              LD B,A

                              OUT B 

                              HALT  

– A linguagem apresentada neste “Programa” não pode ser interpretada pelo Circuito, já que este só opera na forma Binária.

– Esta representação das Instruções na forma de “Mnemônicos” é denominada Linguagem Assembly (Assembly Language).

– Desta maneira, o “Programa” deve, então, ser convertido para a chamada “Linguagem de Máquina”, que nada mais do que a Sequência de Instruções do Programa escrita na forma dos seus correspondentes “Op.codes” .        

– Devido a complexidade de manipulação dos Op.codes na sua forma binária original, o Programa em “Linguagem de Máquina” é, normalmente, apresentado numa sequência de Op.codes representados na forma Hexadecimal correspondente. 

– Pode-se concluir, então, que o Programa é uma mera sequência de palavras binárias colocadas na Memória. Cada Op.Code “instrui” a CPU qual ação deve tomar. O “Op.Code “é, então, interpretado pelo “Decodificador de Instruções” da “Unidade de Controle” da “CPU”, que dispara toda a sequência de sinais de controle necessária à execução de cada uma das Instruções, e assim sucessivamente, até o término do Programa.

– O Processamento de cada Instrução é feito pela atuação da Unidade de Controle sobre todos os controles do Sistema (Via interna e Via externa), numa sequência de tempo bem definida, de modo a produzir o resultado esperado para a Instrução em execução.

– Esta sequência de controles para o processamento da Instrução é chamado de “Ciclo de Instrução”, sendo subdividido em:

                   – Ciclo de Busca (Fetch) e  

                   – Ciclo de Execução

– O “Ciclo de Busca” ou “Fetch de Instrução” é constituído pelo conjunto de sinais de controle que permitem fazer com que a Instrução seja “lida” na Memória onde se encontra, e trazida para o “Registro de Instrução” (IR). A partir de onde será, posteriormente, interpretada pelo “Decodificador de Instruções” da “Unidade de Controle”.

– O “Ciclo de execução” da Instrução é constituído pelo conjunto de sinais de controle (gerada pela “Unidade de Controle”) que fazem com que a Instrução seja executada.