Министерство науки, высшей школы и технической политики

Российской Федерации

Московский Институт Электроники и математики

Кафедра Радиотехники

Микропроцессорные

Устройства

Часть 1

Методические указания по практическим занятиям

Составитель: доктор техн. наук, профессор О.П.Новожилов

1. Микропроцессорная секция серии К 584 3

1.1. Структура и узлы процессора 3

1.2. Особенности работы микропроцессора 5

1.3. Система микрокоманд 5

2. Назначение, состав и режим работы микропроцессорной установки 8

2.1. Назначение установки 8

2.2. Состав и элементная база 8

2.3. Лицевая панель (ЛП) 8

2.4. Основные режимы работы 9

3. Структура и принцип работы основных блоков микропроцессорной установки 10

3.1. Блок синхронизации 10

3.2. Микропроцессорный блок 12

3.3. Блоки входных и выходных регистров 13

3.4. Блок памяти 15

3.5. Блок микропрограммного управления 18

3.5.1. Формат микрокоманды микропрограммы (МКМПр) 18

3.5.2. Структура БМУ 18

3.5.3. Принцип работы БМУ 20

Литература 22

1. Микропроцессорная секция серии к 584

1.1. Структура и узлы процессора

Структурная схема секции изображена на рис. 1.1

Рис. 1.1

Приведем краткое описание узлов, входящих в состав микропроцессорной секции (МПС) серии К584ИК1.

Арифметическо-логическое устройство(АЛУ) предназначено для выполнения 8-и арифметических и 8-и логических операций. На входы АЛУ поступают операнды А, В и сигнал П переноса АЛУ. С выходов АЛУ снимаются результаты операций над операндами А, В, а также выходной сигнал П_Выхпереноса АЛУ и сигналыX,Yдля ускоренного переноса.

Рабочий регистр(РР) выполняет функции аккумулятора и ряд других функций при обработке информации.

Дополнительный регистр(ДР) или рабочий регистр расширения используется при операциях с двойной точностью.

Блок регистров общего назначения(РОН) состоит из 8-и регистров Р0…Р7, предназначенных для хранения и обмена информацией между блоками МПС. Регистр Р7 обычно используется для выполнения функций счетчика (СТ), который обеспечивает последовательность выполнения команд: при увеличении содержимого СТ на +1 выполняется следующая микрокоманда (МК), при увеличении на +2 следующая МК пропускается; режим отсутствия счета используется для занесения нового содержимого в Р7, что необходимо для реализации переходов.

Блок позиционного управления (БПУ) вносит необходимые изменения в работу МПС в зависимости от занимаемой ею позиции (младшей, средней, старшей) в процессоре, составленном из нескольких секций. Требуемая позиция МПС устанавливается с помощью сигналов П0, П1.

Сдвигатели рабочего и дополнительного регистров(СРР, СДР) при использовании сигналов БПУ позволяют выполнить операции сдвига содержимого указанных регистров.

Схема селекции(СС) осуществляет выбор разрядов ДР в зависимости от позиции, занимаемой МПС. С ее двухфункциональной выходной линии снимается младший (ДР0) или старший (ДР3) разряды содержимого ДР.

Блок инкрементора(БИ) предназначен для изменения содержимого счетчика команд СТ в зависимости от значений сигналов переноса счетчика (ПСТ) и управления инкрементором (УИ), поступающих на их вход. С выхода БИ снимаются выходной сигнал переноса счетчика (ПСТВых) и старшие разряды (биты) операндов А (СтА) и В (СтВ).

Режим работы СС и БИ координируются сигналами П0, П1, поступающими на вход БПУ (табл. 1.1). С помощью сигналов, поступающих на вход БИ, устанавливается режим работы счетчика СТ или регистра (табл. 1.2).

Табл. 1.1 Табл. 1.2

Позиция МПС	П1	П0	ПСТВых/СтВ	УИ/СтА	ДР0/ДР3		ПСТ	УИ	Режим Р7
Младшая	0	1	ПСТВых	УИ	ДР0		0	0	Р7+1 Р7
Средняя	0	0	ПСТВых	-	-		0	1	Р7+2 Р7
Старшая	1	0/1	СтВ	СтА	ДР3		1	0/1	Режим РОН

Мультиплексор А(МА) управляет прохождением операндов А с РОН или входной шины (ШВх) на вход АЛУ или выходную шину (ШВых). Входная и выходная шины составлены из 4-х линий.

Мультиплексор В(МВ) управляет прохождением операндов В с РР, ДР или ШВх на вход АЛУ.

Выходной мультиплексор(МВых) осуществляет передачу операнда А, а также операндов с выходом АЛУ на ШВых или входы РР, ДР, РОН.

Мультиплексор адреса(МАдр) принимает операнды, поступающие на его вход из РР, ДР и счетчика СТ команд, и передает их на шину адреса (ШАдр), составленную из 4-х линий. Если на управляющий вход МАдр, называемый приоритет счетчика, поступает сигнал Пр=1, то на ШАдр выдается содержимое счетчика СТ. При ПР=0 на ШАдр поступает содержимое РР или ДР в зависимости от конкретной выполняемой микрокоманды.

Программируемая логическая матрица(ПЛМ) преобразует 9-разрядный код МК, который поступает в МПС по шине МК (ШМК), составленной из 9-и линий, в 20-разрядное внутреннее управляющее слово, обеспечивающее управление работой всех блоков МПС.

Регистр микроопераций(РМО), состоящий из 20-и иD-триггеров предназначен для запоминания внутреннего управляющего слова на время выполнения МК. Использование РМО, загрузка которого производится по положительному фронту синхроимпульса (при изменении сигнала из 0 в 1), позволяет во время выполнения текущей МК производить в ПЛМ прием и преобразование кода следующей МК.