18. Три концепции реализации мпс.
В соответствии с тремя типами МП БИС существуют три концепции реализации МПС.
Во-первых, МПС на основе однокристальных микроконтроллеров. Все их функ-циональные устройства содержатся в одной БИС. Система очень компактна, но вместе с тем при этой концепции структура МПС и ее рабочие параметры задаются изготови-телем БИС в относительно узких пределах, что связано в первую очередь с объемом памяти и числом портов ввода-вывода. Однокристальные микроконтроллеры всегда будут составлять низший класс МПС, но вследствие их рентабельности они наиболее распространены.
Во-вторых, МПС на основе однокристальных МП. В этом случае на БИС МП воз-лагается только часть функций системы и благодаря наличию широкой номенклатуры микросхем памяти, интерфейсов ввода-вывода и контроллеров ВУ возникает возмож-ность разрабатывать для конкретных назначений функционально ориентированные МПС (микропроцессорная концепция). При этом объем памяти, а также число и тип каналов ввода-вывода могут в зависимости от конкретных целей изменяться в широких пределах. Неизменными остаются состав команд и длина слова МПС, так как эти параметры устанавливаются заданной БИС МП.
В-третьих, МПС, в которых используются секционные МП БИС.
Проектирование МПС с однокристальными микроконтроллерами почти целиком ограничено разработкой программы.
При реализации МПС на основе микропроцессорной концепции главной задачей все же остается разработка программы, а необходимые аппаратные средства не очень сложны.
Использование секционных МП предполагает, напротив, глубокое проникнове-ние во взаимосвязь аппаратных и программных средств.
Для каждого типа МПС требуется свой комплект аппаратных и программных средств разработки.
Развитие МП техники началось с МП концепции и следует полагать, что этот ва-риант долгое время сохранит за собой ведущее место. Для массового применения МПС с низкой производительностью самым целесообразным вариантом, однако, являются однокристальные микроконтроллеры.
19. Микропроцессор 8080а: структурная схема, назначение выводов.
Типичным представителем 8-¬разрядных однокристальных МП является МП Intel 8080A (отечественный аналог - КР580ВМ80А или, кратко, КР580). МП Intel 8080A, выполнен¬ный по n-МОП-технологии, содержит примерно 5000 элементов и реализован в корпусе, имеющем 40-выводов.
Структурная схема МП Intel 8080A приведена на рис. 1.
Функциональное назначение выводов МП следующее:
A15-A0 - шина адреса с тремя состояниями; обеспе¬чивает адресацию памяти ем-костью до 64К байт, адреса¬цию 256 портов ввода и 256 портов вывода информации;
D7-D0 - двунаправленная шина данных с тремя состояниями, обеспечивает обмен информацией между МП, памятью и периферийными устройствами;
DBIN - выходной сигнал приема, указывает памяти и периферийным "устройст-вам, что шина данных находит¬ся в режиме приема информации в МП;
-WR - выходной сигнал выдачи, используется для записи информации из МП в память и вывода данных в периферийные устройства. Данные на ШД стабильны, когда активен сигнал -WR (-WR=0);
INT - входной сигнал прерывания. МП обнаруживает сигнал прерывания в конце текущей команды или в режиме останова. Сигнал прерывания не воспринимается МП, если он на¬ходится в режиме захвата или если запрещены прерывания командой DI (INTE=0);
INTE - выходной сигнал разрешения прерываний отражает состояние триггера разрешения прерывания. Данный триггер может быть установлен командой EI и сбро-шен в 0 командой DI. Он также сбрасывается после приема сигнала прерывания INT или сигнала сброса RESET;
HOLD - входной сигнал захвата - переводит МП в состояние захвата после завер-шения обмена данными между МП, памятью или периферийными устройствами в те-кущем машинном цикле; после захвата МП шины данных и адреса переходят в состоя-ние высокого выходного сопро¬тивления;
HLDA - выходной сигнал подтверждения состояния захвата МП;
READY - входной сигнал готовности - информирует¬ МП, что данные из внешнего источника переданы на ши¬ну данных. Этот сигнал используется для синхронизации с медлен¬нодействующими памятью или периферийными устройст-вами; при нулевом значении этого сигнала МП переходит в состояние ожидания TW;
WAIT - выходной сигнал ожидания, подтверждаю¬щий, что МП находится в со-стоянии ожидания TW;
RESET - входной сигнал сброса – активный уровень сигнала RESET обнуляет счётчик команд. После сигнала RESET программа начинает выполняться с нулевой ячейки памяти. Кроме того, сбрасываются триггеры разрешения прерывания (INTE) и подтверждения захвата (HLDA); при этом состояние остальных регистров не из-меняется;
SYNC - выходной сигнал синхронизации, определяет начало машинного цикла;
Φ1, Φ2 - тактовые сигналы.
МП содержит. шесть 8-разрядных РОН, которые обозначаются В, С, D, Е, Н, L. Эти регистры могут объединяться в 16-разрядные пары B (В и С); D (D и Е); H (Н и L). Регистры W, Z являют¬ся программно-недоступными и выполняют вспомогатель¬ные функции, например, используются для временного хранения адресов. Содержимое счётчика команд (СК) автоматически увеличивается на 1 при выборке каждого байта команды, при этом первый байт, опреде¬ляющий код операции, всегда передается в ре-гистр команд (РК). Указатель стека (УС) хранит адрес последней за¬нятой ячейки в сте-ковой памяти. Содержимое УС уменьшается перед записью данных в стек и увеличивается после считывания данных из стека.