Основные состояния микропроцессора

Микропроцессор может находиться во включенном и выключенном режиме. Во включенном режиме различают четыре состояния микропроцессора:

1. Состояние захвата шин.

2. Состояние прерывания.

3. Состояние ожидания.

4. Состояние останова.

1) Состояние захвата шин инициируется внешним сигналом HLD, поступающим на одноименный вход микропроцессора. Указанный сигнал посылает специализированный контроллер КР580ВТ57 – контроллер прямого доступа к памяти – это четырехканальный программируемый контроллер, берущий на себя функцию управления шинами адреса и данных. Такое управление реализуется контроллером после получения разрешающего сигнала HLDА. С помощью контроллера осуществляется двунаправленный обмен массивами данных до 16 килобайт по одному из каналов. К каналу с одной стороны подключено внешнее устройство, с другой – память. При работе в этом режиме микропроцессор переводит свои магистрали (шина адреса и шина данных) в третье состояние (отключенное). Состояние захвата шин длится целое число машинных тактов. Микропроцессор при этом на каждом машинном такте синхроимпульсов С2 проверяет наличие сигнала HLD. Если сигнал снимается, то по следующему тактовому импульсу С2 режим захвата шин прекращается, и микропроцессор переходит к выполнению очередного машинного цикла, начиная с такта Т1.

2) Состояние обслуживания прерывания инициируется сигналом INT на входе микропроцессора. Данный сигнал может поступить либо от внешнего устройства, либо от контроллера прерываний КР580ВН59.

Микропроцессор может не обслуживать прерывания, если внутренний триггер разрешения прерываний сброшен. Если триггер установлен в единицу (сигнал INTA), то микропроцессор после получения запроса на прерывание сообщает другим модулям системы о выполняемом машинном цикле записью байта состояния (D0D1D5, равные «1») в регистр слова состояния или одноименный регистр внутри системного контроллера. После перехода в режим обслуживания микропроцессор осуществляет процедуру вызова подпрограммы прерывания.

Существует два пути перехода микропроцессора на подпрограмму обслуживания прерываний (указания адреса первой команды подпрограммы прерываний):

1. Формируется сигнал разрешения прерывания INTA на выходе микропроцессора. По этому сигналу возможна запись адреса первой команды подпрограммы обслуживания прерываний. (Существует однобайтная инструкция RST <AAA> для указания адреса перехода на ячейку памяти, где <AAA> - трехразрядный код).

2. Трехбайтная команда вызова CALL <A1><A2>, где A1 – младший байт, A2 – старший байт. CALL - код команды вызова. При наличии в системе контроллера прерывания и системного контроллера по первому разрешающему сигналу INTA, который формирует системный контроллер, контроллер прерываний выдает на шину данных код команды CALL. По двум последующим сигналам INTA системного контроллера на шину данных поступают младший и старший байты адреса первой команды подпрограммы обслуживания прерываний. До считывания указанного адреса перехода на подпрограмму прерывания, микропроцессор сохраняет содержимое программного счетчика в стеке, а также всю необходимую информацию, а в программный счетчик загружает поступивший адрес перехода. Далее выполняется подпрограмма обслуживания прерываний.

Структура подпрограммы обслуживания прерываний:

Адрес1

Адрес2

. . . . . .

RET (возврат в основную программу)

3) Состояние ожидания предполагает отключение микропроцессора от шины адреса и шины данных, формирование на его выходе сигнала ожидания WT, на входе осуществляется проверка сигнала готовности RDY. Сигнал RDY может отсутствовать из-за низкого быстродействия периферийного устройства. Данный режим позволяет синхронизировать работу более быстрого микропроцессора с более медленным внешним устройством.

4) Состояние останова предполагает также формирование сигнала ожидания WT на выходе микропроцессора, отключение его от шины адреса и шины данных. Переход в состояние останова осуществляется программно, по инструкции (сигнал HLT). Выход из этого состояния возможен только после перезагрузки (начальной установки).