2 Структурная схема мп
ИК 80А представляет собой изготовленную по n-МОП технологии БИС, содержит 5 тыс. транзисторов, длина слова – 8 разрядов, тактовая частота – 2 МГц, уровни напряжения питания ± 5В, + 12 В.
Особенности МП:
Трехшинная структура с шинами данных, адреса и управления
Магистральные принципы связи, реализованные в виде связывающей основные узлы двунаправленной ШД, имеющей ширину 8 разрядов, равную длине слов, обрабатываемых МП
Наличие регистровой памяти, образованной программно-доступными общими и специальными регистрами (СК, УС), и регистрами временного хранения
Наличие средств организации стековой памяти
Наличие 16-разрядной ША (возможность прямой адресации любого байта в памяти)
Наличие операций над 2-байтными словами(обеспечивается спец.командами, тандемных пересылок)
Использование 3-х форматов команд и разнообразных способов адресации
Возможность реализации векторного многоуровневого приоритетного прерывания (ПКП)
Возможность организации ПДП (КПДП)
Наличие средств работы с подпрограммами и обработки запросов прерываний
МП состоит из 3 основных частей: АЛБ, Регистры, УУ
АЛБ – арифметический логический блок включает в себя:
АЛУ – 8-разрядная комбинационная схема, выполняющая арифметические и логические операции над 8-разрядными числами. К одному из входов схемы АЛУ всегда подключен Аккумулятор, к другому – любой из региров РОН через ШД. АЛУ имеет собственный регистр временного хранения БР, который позволяет избежать гонок, когда один из регистров РОН используется в одной операции как регистр источник и регистр приемник. АЛУ выполняет следующие операции: сложение, вычитание, и, или, исключающее или, инверсия, сдвиги, приращения.
ДК – десятичный корректор – устройство, которое под воздействием специальной команды интерпретирует результат выполнения двоичной операции как результат операции десятичной арифметики. Коррекция осуществляется прибавлением двоичного кода числа шесть к младшей или старшей тетраде результата, когда содержимое их находится в пределах А – F или в случае возникновения основного или дополнительного переноса.
Регистры мп:
А – аккумулятор –основной 8-разрядный регистр микропроцессора служит для хранения одного из операндов (до операции) и результата после нее. Все операции АЛУ выполняет через А. Существуют микропроцессоры с несколькими А.
РЗА – регистр-защелка аккумулятора – 8-разрядный регистр. Хранит предыдущее значение аккумулятора, пока результат идет через регистр признаков (РП) в аккумулятор. Благодаря ему аккумулятор не является источником и приемником АЛУ.
БР - буферный регистр операнда (8-разр.). Служит для промежуточного хранения 2-го операнда (1-й операнд - в А).
РП – регистр признаков – 5-разрядный регистр (иногда называемый регистром состояния), связанный с АЛУ. В соответствующих разрядах фиксируются особенности выполнения каждой из операций. Он представляет собой набор триггеров, называемых флажками.
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
S |
Z |
0 |
H |
0 |
P |
1 |
C |
S – (sign) признак отрицательности числа
Z – (zero) признак 0
H – признак переноса между тетрадами. Необходим для работы ДК
P – признак четности числа единиц в результате
C – (carry) основной перенос – переполнение разрядной сетки
РК – регистр команд – предназначен для хранения кода текущей выполняемой команды. Выполнение каждой команды производится МП в строгой последовательности, определяемой кодом команды, и синхронизируется во времени с сигналам ГТИ.
ДШК – дешифратор команд
РОН – регистры общего назначения – используются для хранения операндов, промежуточных и конечных результатов, а также адресов и индексов при косвенной и индексной адресациях. Причем регистры могут составлять пары (BC, DE, HL).
Особые регистры:
РС – счетчик команд (СК) (со схемой приращения +1) - используется для приема и хранения адреса следующей команды (16)
SP – указатель стека (УС) 16-разрядный регистр, который содержит адрес ячейки стековой памяти занятой информацией (вершины стека). Используется стек обратного типа, т.е. при передаче в стек информации величина УС уменьшается, а при извлечении информации из стека УС – увеличивается.
HL – пара 8-разрядных регистров, которые могут использоваться совместно. В этом случае Н - старший байт, L - младший байт. Пару называют регистром адреса/данных. Регистры HL являются универсальными: они могут быть инкрементированы, декрементированы, загружены данными или служить их источником. Особенностью HL является то, что они могут использоваться в качестве адресного регистра, т.е. хранить адрес назначения при размещении данных или источника при загрузке данных в МП. Пример: ADD M - команда сложить А с данными, расположенными по адресу HL.
Стек – область ОЗУ магазинного типа (последний пришел, первый вышел), в которой запись и чтение информации производится через вершину стека.
РА – регистр адреса – 16-разрядный служит для приема и хранения в течение одного машинного цикла адреса команды или операнда и выдачи его на буферный регистр адреса.
Регистры W, Z – программно-недоступные регистры – предназначены для тандемных пересылок, когда в цикле выполнения команды последовательно друг за другом передаются два байта информации.