Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Архитектурные особенности микропроцессора КР580ИК80А

Общие сведения

 

Микропроцессорный комплект КР580 выполнен по n-канальной МОП технологии и по напряжениям логических уровней согласуется с ИС ТТЛ. Нагрузочная способность каждого выхода БИС достаточна для подключения одного входа ТТЛ (³ 1,6 мА). Выходная емкость информационных и управляющих выводов БИС не более 100 пФ. Температурный диапазон -10°С − +70°С.

Центральный процессорный элемент КР580ИК80А является функционально законченным однокристальным параллельным 8-разрядным микропроцессором с фиксированной системой команд. В микропроцессоре отсутствуют возможности аппаратного наращивания разрядности обрабатываемых данных.

  Тактовая частота, МГц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   2,5
Объем адресуемой памяти, кбайт . . . . . . . . . . . . . . .
Разрядность адресной шины . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Разрядность шины данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Число адресуемых устройств ввод/вывода . . . . . . . /
Число основных команд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Потребляемая мощность, Вт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,25
Напряжение питания, В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +12, +5, -5


Микропроцессор с точки зрения программиста.

F

PSW S Z   AC   P   C A
B B C
D D E
H H L

 

SP  

 

PC  

 

Рис. 2.4. Программистская модель микропроцессора

 

Для программиста микропроцессор – это черный ящик, внутри которого имеются доступные ему: набор регистров общего назначения, спецрегистров, а также флагов, которые устанавливаются в результате выполнения тех или иных операций.

На МП (рис. 2.4) указаны аккумулятор А, регистры общего назначения B, C, D, E, H, L, регистровые пары B, D, H; счетчик команд PC; указатель стека SP; флаг переноса С (устанавливается в «1» при возникновении переноса из старшего разряда аккумулятора); флаг нулевого результата Z; флаг знака S (устанавливается в «1», если старший разряд результата, размещенного в аккумуляторе, равен 1); вспомогательный перенос АС (устанавливается в «1» при переносе из младшей тетрады аккумулятора в старшую); четность Р (устанавливается в «1» при четном числе единиц в байте результата, расположенного в аккумуляторе). Регистр флагов F и аккумулятор А образуют 16-разрядный регистр слова состояния PSW.



Структура микропроцессора

 

Вспомогательные регистры W, Z, T недоступны программисту и используются для хранения промежуточных данных и кодов команд при выполнении некоторых операций.

 

 

Рис.2.5. Структурная схема МП КР580ИК80А

Кроме перечисленных выше регистров и флагов, в состав МП входят также АЛУ, схема десятичная коррекции, вспомогательный аккумулятор, дешифратор команд и формирователь машинных циклов, БУС, регистр адреса со схемами инкрементирования и декрементирования, буфер адреса и буфер данных.

Аккумулятор и регистры общего назначения МП 8-разрядные, причем регистры могут образовывать пары, реализуя, таким образом, 16-разрядные регистры. Обмен с внешними устройствами и памятью МП осуществляет через 8-разрядные ШД.

Общее число допустимых кодов команд для МП равно244. Для удобства некоторым группам кодов команд, выполняющих однотипные операции над различными данными, присвоены одинаковые мнемоники. Для адресации операндов используются следующие типы адресации: неявная, непосредственная, прямая регистровая, прямая, косвенная регистровая, стековая. Включение в состав МП 16-разрядного указателя стека позволило реализовать один из вариантов косвенной регистровой адресации с автоувеличением или автоуменьшением, называемой стековой и часто выделяемой в отдельный вид.

 

Средства обмена МП КР580ИК80А

МП может осуществлять синхронный и асинхронно-синхронный обмен информацией с памятью и внешними устройствами за один или несколько машинных циклов. Кроме того, его подсистема прерываний может инициировать асинхронно-синхронный обмен по прерыванию.

При поступлении на вход RESET (сброс) сигнала высокого уровня длительностью не менее 3 тактов, счетчик команд РС, триггер подтверждения прерывания (выход INTE и БУС), а также триггер подтверждения захвата (выход HDLA в БУС) сбрасываются, и МП начинает выборку из памяти команды по адресу «0».

МП выполняет различные команды за различное время в течении от 1 до 5 машинных циклов (М1-М5). Первый цикл обычно состоит из 4-5 машинных тактов, а последующие – из 3-х. Таким образом, в зависимости от типа выполняемого машинного цикла МП последовательно проходит устойчивые состояния Т1, Т2, Т3 (Т4 или Т4,Т5 для первого цикла команды), в каждом из которых находится в течение 1 машинного такта. Кроме того МП может находится неограниченное время в следующих устойчивых состояниях: ожидания, захвата, останова. В каждом машинном цикле в первом такте Т1 МП посылает на шину данных информацию – «слово состояния» со структурой рис.2.6.

 

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
MEMR INP M1 OUT HLTA STACK WO INTA

 

Рис. 2.6. Слово состояния МП КР580ИК80А

 

D0 (INTA) – подтверждение запроса на прерывание;

D1 (WO) – запись в память или вывод во внешнее устройство;

D2 (STACK) – операции со стеками;

D3 (HLTA) – подтверждение останова после выполнение команды HLT;

D4 (OUT) – вывод

D5 (M1) – первый цикл команды;

D6 (INP) – ввод;

D7 (MEMR) – чтение из памяти.

 

Различают следующие циклы:

М1 – прием первого байта (цикл извлечения команды);

М2 – чтение из ЗУ по адресу, расположенному в паре регистров (BC, DE, HL) или счетчике команд РС;

М3 – запись в ЗУ по адресу, расположенному в паре регистров (BC, DE, HL);

М4 – чтение из стека (области ЗУ, на которую указывает содержимое SP);

М5 – запись в стек (область ЗУ, на которую указывает содержимое SP);

М6 – ввод-загрузка аккумулятора из внешнего устройства;

М7 – вывод-сохранение содержимого аккумулятора во внешнем устройстве;

М8 – прерывание-переход на обслуживание запроса от внешнего источника;

М9 – останов;

М10 – прерывание во время останова.

 

Все множество допустимых циклов МП можно условно разбить на три группы:

· Чтения (ввода) – М1, М2, М4, М6, М8, М10;

· Записи (вывода) – М3, М5, М7;

· Останова – М9.

Цикл извлечения команды (М1)

 

В первом такте Т1, по переднему фронту F2 на выходе SYNC («синхр» в 3 такте гипотетического МП) появляется сигнал высокого уровня, индицируя первый такт машинного цикла.

 

___

 

Рис.2.7. Диаграмма обменов в цикле М1 для МП КР580ИК80А

Кроме того, на шине данных в этом такте появляется слово состояния, у которого в разрядах D1, D5, D7 записаны «1». По переднему фронту F2 в этом такте на адресной шине устанавливается адрес ячейки памяти, который поступил в буфер адреса из счетчика команд МП. Во втором такте т2 на выходе МП DBIN появляется «1» длительностью в 1 такт, по которому обычно происходит чтение памяти и внешних устройств.

В третьем такте может выполняться или завершаться чтение памяти, после чего ШД переходит в высокоимпедансное состояние. Обычно до Т4 уже изменяется в МП значение счетчике команд и таким образом в нем находится адрес новой команды, который поступит на ША в первом такте следующего машинного цикла.

В Т4 код команды, поступившей в регистр команд дешифрируется – определяется, сколько циклов и тактов требуется для выполнения команды, которая затем обрабатывается МП в течение данного или последующего такта Т5.

Если команда двух или трехбайтная, то выполнение ее происходит в последующих машинных циклах. В МП по переднему фронту F2 на выводах ША в такте Т4 появляется неопределенное значение, а в такте Т5 эти выводы переводятся в высокоимпедансное состояние.

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2022 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.