рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Компьютеры
/
Вид работы: Конспекты Лекций
/
МП-УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ МП КР580ВМ80А

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

МП-УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ МП КР580ВМ80А

МП-УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ МП КР580ВМ80А - Конспект Лекций, раздел Компьютеры, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ ОДНОПРОЦЕССОРНЫЕ ЭВМ Упрощенная Структурная Схема Вычислительного Устройства На Базе Мп I8080 (Кр5...

Упрощенная структурная схема вычислительного устройства на базе МП I8080 (КР580ВМ80А) представлена на рис. 7.9. Это простейшая микроЭВМ минимальной конфигурации, структура которой является частным случаем обобщенной (см. рис. 7.1).

Представленная схема включает все основные функциональные блоки, за исключением источника питания. ПЗУ может быть использовано для хранения программы, а ОП для хранения данных, поступающих от ПУ (через ППУ), а также результатов работы программы. Предполагается, что ОП и ПЗУ охвачены единым полем адресов.

К шинам адреса и данных системной магистрали, даже в простейшей микроЭВМ, подключено достаточно много устройств: ОП, ПЗУ, несколько ППУ. Однако нагрузочная способность выходов МП КР580, в силу технологических особенностей, весьма мала. К любому выходу МП допускается подключать не более одного входа микросхемы ТТЛ, поэтому в шины адреса и данных включаются специальные буферы, причем ШД требует двунаправленного буфера. Для построения таких буферов предусмотрены микросхемы шинных формирователей КР580ВА86 и КР580ВА87.

Общие принципы функционирования МП устройства следующие. Из МП на ША (16 разрядов) выдается адрес очередной команды. В этот момент МП еще «не знает», сколько байт занимает данная команда. Первый байт команды, выбранный из памяти (в частном случае из ПЗУ), пересылается по внутренней ШД в РгК. Выход РгК связан с дешифратором команд, который определяет тип выполняемой операции. При этом к содержимому СчК добавляется 1, т.е. формируется адрес следующего байта, а УУ вырабатывает ряд сигналов, позволяющих выполнить те или иные микрооперации. После этого возможны два варианта дальнейших действий:

· Если команда однобайтовая, то она выполняется, а содержимое счетчика адреса (РС) = (РС) + 1 является адресом следующей команды.

· Если команда содержит более одного байта (2 или 3) и для ее выполнения требуется вызов дополнительных байтов, то содержимое счетчика адреса команд (РС) = (РС) + 1 является адресом следующего байта той же команды.

Рассмотрим более подробно процесс выполнения команды. Этот процесс разбивается на машинные циклы, которые обозначаются M1...M5. Число циклов в одной команде может быть от одного до пяти. В свою очередь, каждый машинный цикл состоит из тактов, обозначаемых T1...T5. В одном машинном цикле может быть от трех до пяти тактов. Имеется в виду 5 типов тактов, поскольку в каждом такте выполняется определенное действие по реализации машинного цикла. При этом количество тактов как временных интервалов может быть значительно больше за счет тактов Т2, о чем речь пойдет ниже. В каждом машинном цикле производится одно обращение к памяти или ППУ в разных вариантах. Каждый такой вариант обращения называется состоянием цикла. Всего в МП КР580 возможно 10 состояний машинного цикла. Это выборка первого байта команды, чтение из памяти, запись в память, чтение из стека, запись в стек, ввод из ППУ, вывод через ППУ, подтверждение прерывания, подтверждение останова, подтверждение прерывания при останове. При этом первым машинным циклом любой команды всегда является выборка первого байта команды.

Во всех машинных циклах первые три такта (T1,T2,T3) используются для организации обмена с памятью и ППУ. Такты T4 и T5 (если они есть) – для выполнения внутренних операций в МП. Таким образом, процесс выполнения команд состоит из стольких машинных циклов, сколько обращений к памяти или ППУ требуется для ее исполнения.

На рис. 7.10 представлена временная диаграмма цикла М1 из пяти тактов (первый машинный цикл любой команды). Отсчет тактов производится от положительных фронтов импульса F1. Действия процессора по реализации машинного цикла М1 состоят в следующем:

T1 – содержимое РС выдается на ША, адрес принимается памятью, где начинается чтение байта команды из ячейки.

T2 – проверяется наличие сигнала на входе READY (уровень логической 1). Этот сигнал подается на вход МП через интервал времени, достаточный для завершения процесса чтения из памяти. Если на входе READY сигнал отсутствует (действует логический 0), то МП устанавливается в режим ожидания, в котором каждый следующий такт рассматривается как T2 до тех пор, пока не появится сигнал READY. С приходом этого сигнала МП выходит из режима ожидания и переходит в такт T3.

T3 – байт с ШД принимается в МП и помещается в регистр команд (РгК).

T4 – происходит анализ принятого байта и выяснение потребности в дополнительном обращении к памяти. Если дополнительных обращений не требуется (команда однобайтовая и операнды находятся в регистрах процессора), то в этом же такте или с использованием дополнительного такта T5 выполняются предусмотренные командой микрооперации.

T5 – дополнительный такт.

Если требуется дополнительное обращение к памяти, то после T4 цикл M1 завершается и происходит переход к циклу M2.

Забегая вперед, отметим, что КОП всегда находится в первом байте команды. Если команда двух- или трехбайтовая, то в остальных байтах находятся данные или адрес. Содержимое этих байтов помещается в аккумулятор или буферные регистры. Так, например, в команде MOV (запись аккумулятора в ячейку памяти) двухбайтовый адрес, который следует за КОП, помещается в регистровую пару WZ, а затем, при исполнении, он передается через мультиплексор непосредственно в РА и далее через буфер на ША.

В каждом машинном цикле в такте T1 по переднему фронту F2 МП выдает сигнал синхронизации SYNC, т.е. на выходе SYNC появляется уровень логической 1. Одновременно с этим сигналом в такте T1 МП выставляет на ШД 8-разрядное управляющее слово, которое несет в себе полную информацию о микрооперациях в текущем машинном цикле. Так, например, 1 в разряде D0 управляющего слова является сигналом подтверждения прерывания INTA. Наличие 1 в разряде D2 означает, что в данном машинном цикле на ША установлено содержимое указателя стека (регистр SP). Наличие 1 в разряде D3 означает, что МП в состоянии останова. В момент прихода импульса F1, означающего начало такта T2, на схеме "&" (см. рис. 7.9) вырабатывается импульс, называемый строб состояния. Этот строб разрешает запись управляющего слова с ШД во внешний регистр, названный на схеме фиксатор состояния.

Используя это слово или его часть, специальные логические схемы вырабатывают системные управляющие сигналы для обращения к памяти и ППУ. В общем случае фиксатор состояния и блок логических схем называются системным контроллером. Эти, а также некоторые другие вспомогательные схемы, в частности шинный формирователь, оформлены в виде специальной БИС КР580ВК28. Однако в простейших микроЭВМ часто требуются только 4 управляющих сигнала – R, W, IN, OUT. В связи с этим необходимость в БИС ВК28 отпадает, а используют какой-либо управляемый регистр и 2-3 логические схемы.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ ОДНОПРОЦЕССОРНЫЕ ЭВМ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ... конспект лекций...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: МП-УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ МП КР580ВМ80А

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ЧАСТЬ 2
Настоящий конспект лекций продолжает материал, изложенный в первой части. Конспект посвящен изучению основ организации и функционирования ЭВМ в целом и ее отдельных узлов, взаимодей

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВ ВНУТРЕННЕЙ ПАМЯТИ
Памятью ЭВМ называют совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации. Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами или пам

СТРУКТУРА ПАМЯТИ ЭВМ
Классическая пятиблочная структура Неймана, рассмотренная ранее, предполагала наличие только одного устройства памяти – ОП. Однако современные ЭВМ имеют иерархическую структуру памяти, каждый урове

АДРЕСНАЯ ПАМЯТЬ
В памяти с адресной организацией размещение и поиск информации в ЗМ основаны на использовании адреса хранения единицы информации, которую в дальнейшем для краткости будем называть словом. Ад

АССОЦИАТИВНАЯ ПАМЯТЬ
В памяти этого типа поиск информации происходит не по адресу, а по ее содержанию. Под содержанием информации в данном случае понимается не смысловая нагрузка лежащего на хранении в ячейке памяти сл

СТЕКОВАЯ ПАМЯТЬ (МАГАЗИННАЯ)
Стековая память, так же как и ассоциативная, является безадресной. Стековая память может быть организована как аппаратно, так и на обычном массиве адресной памяти. В случае аппаратной реал

СТРУКТУРЫ АДРЕСНЫХ ЗУ
Адресные ЗУ наиболее широко используются в современных ЭВМ для построения самых разнообразных устройств памяти. В процессе эволюции ЭВМ принципы построения и аппаратная реализация данных ЗУ прошли

ЗУ ТИПА 2D
Организация ЗУ типа 2D обеспечивает двухкоординатную выборку каждого ЗЭ ячейки памяти. Основу ЗУ составляет плоская матрица из ЗЭ, сгруппированных в 2k ячеек по n разрядов. Обращение к я

ЗУ ТИПА 3D
Для построения ЗУ больших объемов используют другую схему и другие типы ЗЭ, которые имеют не один, а два конъюнктивно связанных входа выборки. В этом случае адресная выборка осуществляется только п

ЗУ ТИПА 2D-М
В ЗУ типа 2D-M ЗМ для записи n-разрядных двоичных чисел состоит из n плоских матриц для одноименных разрядов всех чисел, что имеет место в ЗУ типа 3D. Однако процесс записи и считывания информации

ЗЭ НА ФЕРРИТОВЫХ КОЛЬЦАХ
Памяти на магнитных (ферритовых) сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса появились в начале 50-х годов и сыграли большую роль в увеличении объемов ОП и производительности ЭВМ. Однако появивш

ЗЭ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
Абсолютное большинство ЗУ внутренней памяти современных ЭВМ (а в универсальных ЭВМ общего назначения – 100%) построено на полупроводниковых ЗЭ. По сравнению с другими типами ЗЭ полупроводниковые ЗЭ

ПОСТОЯННЫЕ ЗУ (ПЗУ, ППЗУ)
Постоянные ЗУ в рабочем режиме ЭВМ допускают только считывание хранимой информации. В зависимости от типа ПЗУ занесение в него информации производится или в процессе изготовления, или в эксплуатаци

ФЛЭШ-ПАМЯТЬ
Флэш-память (flash-memory) по типу запоминающих элементов и основным принципам работы подобна памяти типа EEPROM (ППЗУ) с электрическим перепрограммированием. Однако ряд архитектурных и структурных

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. На листах ответа должны быть указаны номер группы, фамилия студента и номер его варианта. 2. Номера вопросов выбираются студентом в соответствии с двумя последними цифрами в его зачетно

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
При рассмотрении работы процессора подчеркивалось, что информация о том, какую машинную операцию надо выполнить в данный момент, над какими операндами и куда поместить результат, задается машинн

ВОЗМОЖНЫЕ СТРУКТУРЫ МАШИННЫХ КОМАНД
Процесс эволюции ЭВМ и расширение сферы их целевого использования, совершенствование аппаратного и программного обеспечения ЭВМ привели к созданию машинных команд очень сложной структуры. Однако, е

СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ
Определимся с терминами, которые будут использоваться ниже. Адресный код (АК) – это информация об адресе операнда, содержащаяся в команде. Исполнительный адрес (АИ)

КОМАНДЫ ПЕРЕДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ
Ранее уже отмечалось, что порядок выполнения команд может быть естественным и принудительным. При естественном порядке после выполнения очередной команды выбирается команда, расположенная в следующ

КОМАНДЫ БЕЗУСЛОВНОГО ПЕРЕХОДА (БП)
Общая структура команды безусловного перехода изображена на рис. 5.11. При исполнении этой команды переход осуществляется всегда независимо от каких-либо условий.

КОМАНДЫ УСЛОВНОГО ПЕРЕХОДА (УП)
В этом случае адрес следующей команды зависит от выполнения некоторого условия. Обычно если условие выполняется, то происходит передача управления. Если условие не выполняется, то берется следующая

КОМАНДЫ ПЕРЕХОДА НА ПОДПРОГРАММУ
Подпрограмма представляет собой фрагмент программы, обращение к которому может иметь место в любой точке главной программы. Для перехода к подпрограмме в ЭВМ существуют команды безусловного

ИНДЕКСАЦИЯ
Характерным моментом в процессе переработки информации в ЭВМ является цикличность вычислительных процессов, при которых одни и те же операции могут выполняться над различными операндами, расположен

ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ ПРЕРЫВАНИЯ ПРОГРАММ
В процессе выполнения программ внутри ЭВМ или во внешней среде могут возникнуть события, требующие немедленной реакции со стороны процессора. Реакция состоит в том, что процессор прерывает обработк

ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ПРЕРЫВАНИЯ
Эффективность систем прерывания ЭВМ может оцениваться по весьма многочисленным характеристикам, которые отражают особенности их технической реализации. Однако для изучения общих принципов построени

ВОЗМОЖНЫЕ СТРУКТУРЫ СИСТЕМ ПРЕРЫВАНИЯ
Конкретные технические реализации систем прерывания имеют множество вариантов и зависят от типа используемого процессора, структуры системного интерфейса, целевого назначения ЭВМ. В то же время все

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕХОДА К ПРЕРЫВАЮЩЕЙ ПРОГРАММЕ
Конкретные реализации процедур перехода к прерывающей программе во многом зависят от структуры системы прерывания и типа используемого процессора. Между тем можно сформулировать некоторые общие при

РЕАЛИЗАЦИЯ ФИКСИРОВАННЫХ ПРИОРИТЕТОВ
Рассмотрим только простейший случай установки приоритетных соотношений, состоящий в том, что уровень приоритета определяется порядком присоединения ЛЗП к входам системы прерывания, т.е. разрядам Рг

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМЫХ ПРИОРИТЕТОВ
Существуют три основных метода реализации в ЭВМ систем программно-управляемых приоритетов – порог прерывания, маска прерывания и смена приоритетов. Первый используется, в основ

ПРОСТЕЙШАЯ МИКРОЭВМ
В зависимости от целевого назначения и используемого процессора ЭВМ существенно различаются по своим вычислительным возможностям, размерам, стоимости конструкции. Несмотря на то что принципы функци

СИСТЕМНЫЙ ИНТЕРФЕЙС МИКРОЭВМ. ЦИКЛ ШИНЫ
Современные процессоры конструктивно выполняются либо в виде одной БИС (СБИС), либо в виде нескольких БИС, установленных на плате модуля процессора в непосредственной близости друг от друга. Кроме

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИНТЕРФЕЙС
К процессору микроЭВМ обычно подключается достаточно много ПУ. Это клавиатура, индикаторы, печатающие устройства, накопители, различные датчики и исполнительные устройства систем управления и т.д.

МП С ФИКСИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ КОМАНД
В п. 3 уже рассматривались принципы функционирования элементарного гипотетического микропроцессора (термин "микропроцессор" и "процессор" далее используются как синонимы). Между

РЕГИСТРЫ ДАННЫХ
Для хранения участвующих в операции данных предусмотрены семь 8-разрядных регистров. РгА, называемый аккумулятором, предназначен для обмена информацией с памятью и ПУ, т.е. его содержимое может бы

РЕГИСТР ПРИЗНАКОВ
Ранее отмечалось, что РгП называют еще регистром флажков и обозначают часто буквами Ф или F. Это 8-разрядный регистр, в котором используются только 5 разрядов. Он предназначен для хранения ряда при

МП С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПРОГРАММИСТА
С точки зрения пользователя, реализация физических процессов, протекающих в микросхеме, не представляет особого интереса, как и физическая реализация отдельных узлов МП. В распоряжение пользователя

ФОРМАТЫ ДАННЫХ МП КР580
Основной формат данных изображен на рис. 7.11. В микроЭВМ байт данных может интерпретиров

ФОРМАТЫ КОМАНД МП 580ВМ80
Для команд используются одно-, двух-, трехбайтовые форматы, причем код операции (КОП) занимает всегда 1 байт. Кроме того, следует помнить, что ША имеет 16 разрядов, т.е. позволяет адресоваться к па

СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ
Способы адресации рассмотрим очень коротко, поскольку все типы адресации в общем виде разобраны ранее. Прямая адресация В этом случае источником или приемни

СИСТЕМА КОМАНД МП 580
Для программирования микроЭВМ на базе МП комплекта КР580 используется 244 команды. Ниже очень коротко будет рассмотрена только часть команд, необходимая для программирования простых задач. Таблицы

КОМАНДЫ УПРАВЛЕНИЯ
Команды этой группы не изменяют содержимого РгП (F). Команды безусловного перехода По прямому адресу JMP @, где @ – двухбайтовый адре