2.4.1. Принцип работы мп

МП КР580ИК80А является МП с фиксированным набором команд. Для обеспечения функционирования на МП необходимо подавать двухфазную последовательность тактирующих импульсов уровня МОП (лог."1" соответствует уровню +12В), Ф₁ и Ф₂ (см. рис. 2.5). Расстояние между двумя передними фронтами соседних импульсов Ф_i называется тактом работы МП Т. Минимальная длительность такта соответствует 0,5 мкс. Такты нумеруются следующим образом: Т₁... Т₅ и группируются в так называемые циклы М1,М₂... В каждый цикл входит от 3 до 5 тактов. А каждая команда содержит от 1 до 5 циклов. Таким образом, данный МП представляет собой асинхронный тип процессора.

В такте Т₁ происходит выдача на ША содержимого счетчика команд, а также выдача на ЩД слова состояния процессора.

В такте Т₂ проверяется состояние входного сигнала "READY" ("Готовность") готовности внешнего устройства к обмену данными с МП. При отсутствии подтверждения готовности к обмену МП переходит к специальному такту ожидания Т_w и повторяет его до тех пор, пока не появится сигнал готовности, и затем МП переходит к такту T₃.

ША0000 Ready = 0? Считывание Выполнение

ШДССП Да  T₃ команды команды

Нет  T_w

Рис. 2.5. Временная диаграмма работы МПС

В такте T₃ из памяти принимается команда и дешифрируется (т.е. в этом такте ШД используется по своему прямому назначению). В такте Т₄ команда начинает выполняться. Если команда предполагает обращение к оперативной памяти или устройству ввода-вывода, то требуется еще Т₅ ... Т₁₉.

В начале каждого цикла работы МП на ША выдается адрес ячейки памяти, в которой содержится команда (или с которой производится обмен информацией), или адрес требуемого УВВ (в этом случае на ША выдается двукратно повторенный 8-ми разрядный адрес УВВ, таким образом, МП может адресовать до 256 устройств ввода-вывода). Одновременно на ШД выдается так называемое слово состояния процессора, которое запоминается на весь цикл в регистре состояний (PC).

2.4.2. Организация стека в мпс

Стек - специальным образом организованные регистры (или ячейки памяти), в которых хранятся промежуточные результаты вычислений. Отличие стековой организации от обычной заключается в том, что доступ в регистры (или ячейки памяти) открыт только "сверху" стека. На рис. 2.6 показан стек, как говорят, глубиной 8 ячеек. Загрузка стека производится в вершину стека (показано стрелкой). Первый байт помещается в ячейку под номером 1, а нижние ячейки свободны. Затем при поступлении следующего байта, первый продвигается в ячейку 2, а его место занимает второй байт. И заполнение стека происходит подобным образом на всю глубину. В результате первый байт оказывается в самой нижней ячейке, а только что поступивший - в самой верхней. Выборка информации из стека происходит обратным порядком: выбирается самый верхний байт, а все остальные продвигаются вверх на один номер. Самым последним будет извлечен из стека байт 1, который был помещен туда первым. Эта особенность стека делает удобным хранение в нем промежуточных результатов, адресов переходов и т.п.

В МП может использоваться стек, расположенный как внутри МП (правда это встречается достаточно редко), так и во внешней памяти МПС. В МК почти всегда стек располагается во внутренней памяти, так как МК часто работают без внешней памяти. Но принцип записи в стек, указанный выше остается: при очередном обращении к стеку, указатель стека увеличивается или уменьшается на единицу, открывая тем самым доступ к "верхней" ячейке стека.

Рис. 2.6. Объяснение работы стека