Только старшие биты адресов перемешаны почему-то.
А какая разница? Ну перемешаны, и перемешаны. Значит, так удобно железу. Или в pdf опечатка. Вы просто пишИте add Rномер_регистра,Rномер_регистра, и не парьтесь.

Ассемблер все за Вас сделает.
сначала из инструкции каким-то непонятным образом выделяются поля адресов операндов
Почему непонятным? Там хардверная логика. Да, и схема, в которой Вы пытаетесь разобраться, является лишь приблизительной зарисовкой, в общих чертах поясняющей "чего там внутри". Многого там просто нет. Вы лучше дальше даташит почитайте.
А где оно находится на схеме, в каком блоке?
Дешифратор адреса - часть обслуги памяти.
команда из регистра команд еще не поступила в дешифратор команд?
Во-первых, скорость света - 300000000 м/с, и сигнал распространается именно с такой скоростью во все стороны. Во-вторых, все процессы в МК синхронизированы тактированием, и за период тактирования он при такой скорости не то что до дешифратора команд дойдет, а до Нью-Йорка. В третьих, неужто Вы и правда полагаете, что внутри все так же просто, как и на этой схеме? Естесственно, есть цепи, которые отвечают за синхронизацию доступа и декодирования, и еще тысячи узлов, обеспесивающих работоспособность изделия, о которых мы даже не догадываемся. Для простоты они просто не показаны, т.к. если нарисовать даже простую, но более-менее полную блок схему, она займет всю пдфку. Так что по умолчанию предполагается, что все работает как надо. Еще раз: картинка нарисована просто для иллюстрации, серьезно изучать ее ни к чему.
По шине данных, 8 разрядные данные направляются из ПЗУ в регистр команд, а оттуда сразу же в декодер команд.
Млин, ну не идут команды по шине данных! Е-мое, это гарвардская архитектура! Шина данных восьмиразрядная, шина команд шестнадцатиразрядная!
Аффтар, кончайте картинки разглядывать, начинайте программировать!
