Реалізація внутрішніх системних інтерфейсів мпс.
Внутренние интерфейсы используют один и тот же прием выбора адресуемого устройства - декодирование адресного кода. На рис. 3 изображена совмещенная функциональная схема внутреннего (для обращения к памяти) и внешнего (для обращения к ВУ) интерфейсов. В обоих случаях дешифратор используется для одинаковой цели - декодировать адресный код на его входе и с помощью активного уровня выходного сигнала обеспечить выбор адресуемого устройства. Различие схем дешифрации определяется разрядностью шины адреса, принципиальной схемой дешифратора и, конечно, адресом устройства.
Объем блока памяти определяется разрядностью его микросхем. Так, если для адресации ячеек памяти требуется К разрядов, то 16-К разрядов 16-разрядной шины адреса могут быть использованы для адресации различных блоков памяти системы. Чаще всего для этой цели используются старшие разряды шины адреса. Выходные сигналы дешифратора подаются на вывод ВК (выбор кристалла) микросхемы памяти.
Как показано на рис. 3, на вход буферных регистров поступает управляющий сигнал ЧТ.ВУ, что определяет порт 1 и порт 2 как порты ввода. Напротив, порт 3 и порт 4 являются портами вывода, так как на входе их буферных регистров БРЗ и БР4 подключен управляющий сигнал ЗП.ЗУ.
Разрядность буферных регистров может быть согласована с разрядностью шины данных, но может и отличаться от нее. В последнем случае при вводе данных в МП через шину данных программными средствами необходимо очистить неиспользованные разряды.
Если разрядность выходного кода ВУ больше разрядности шины данных, то для формирования слова данных, поступающего из ВУ, также необходимо использовать несколько дополнительных команд.
Алгоритм функционирования интерфейса сводится к следующему. При выполнении команды обращения к ВУ на шине адреса МП выставляет адрес ВУ. Дешифратор дешифрирует адресный код, и соответствующим сигналом с выхода ДШ подготавливаются цепи приема данных. В следующем такте команды данные передаются из МП в адресуемый буферный регистр и управляющим сигналом ЗП. ВУ записываются в выбранный БР, после чего они становятся доступны ВУ. Взаимосвязь МП и ВУ упрощается благодаря использованию специальных интерфейсных БИС-адаптеров, обеспечивающих различные способы обмена данными.
Однокристальні мікро-еом фірми Intel.
Однокристальной микро–ЭВМ называют БИС, в полупроводниковом кристалле которой целиком реализована законченная микропроцессорная система с центральным процессором, памятью, портами ввода–вывода и другими периферийными устройствами. Широко используются множество серий однокристальных микро–ЭВМ.
Основной архитектурной особенностью однокристальных микро–ЭВМ является использование раздельной памяти программ (ПЗУ) и данных (ОЗУ). Такое разделение позволяет упростить выполнение большинства команд и повысить быстродействие микро–ЭВМ.
Однокристальные микро–ЭВМ выпускается обычно в нескольких вариантах:
-без ПЗУ. Этот вариант предназначен для макетирования микропроцессорных систем разработчиками;
-с масочным ПЗУ. Этот вариант обеспечивает массовый выпуск каких–либо типовых микропроцессорных устройств;
-с однократно программируемым ПЗУ Предназначены для комплектации малых серий микропроцессорных устройств, для которых невыгоден выпуск микро–ЭВМ с масочными ПЗУ;
-с перепрограммируемыми ПЗУ со стиранием информации как ультрафиолетовым облучением, так и электрическим сигналом.
Простейшим примером восьмиразрядной однокристальной микро–ЭВМ является микросхема INTEL 8748 (отечественный аналог КР1816ВЕ48). Построение этой микро–ЭВМ иллюстрирует рис.6.2.
На одном кристалле здесь реализована восьмиразрядная микропроцессорная система с тактовой частотой 2МГц. Кроме обычных элементов микропроцессора (аккумулятор, АЛУ, регистр адреса РА, счетчик команд СК и так далее) схема содержит перепрограммируемое ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием емкостью 1К, ОЗУ емкостью 64 байта, три восьмиразрядных порта ввода–вывода и счетчик/таймер.
Для работы микросхемы необходим внешний кварцевый резонатор, подключаемый к выводам Х1 Х2 устройства управления. На это же устройство поступают как типовые внешние сигналы сброса и запроса прерывания , так и сигналы внешних программно проверяемых флагов Т1 и Т0. Разрядность счетчика команд позволяет адресовать 4К ПЗУ. Недостающий объем ПЗУ может быть дополнен внешней микросхемой. К микро–ЭВМ может быть также подключено внешнее ОЗУ емкостью до 256 байт. Для сопряжения внешних кристаллов памяти с микро–ЭВМ устройство управления имеет ряд дополнительных, не показанных на схеме выводов.