Машинные циклы и такты
В МП КР580 каждая команда выполняется в течение 1 - 5 машинных циклов МП. Число машинных циклов команды определяется числом обращений к внешним подсистемам (памяти и средствам ввода-вывода) для обмена информацией между микропроцессором и адресуемым внешним регистром, исключение составляет команда DAD, выполняемая за три машинных цикла с обращением к памяти только в первом цикле.
Машинный цикл состоит из 3 - 5 машинных тактов T1, называемых также функциональными состояниями или просто состояниями микропроцессора. Длительность такта равна периоду сигналов синхронизации. Продолжительность выполнения различных команд составляет от 4 до 18 тактов.
Для МП КР580 существует 10 типов машинных циклов:
Извлечение кода команды (М1).
Чтение данных из памяти.
Запись данных в память.
Извлечение данных из стека.
Запись данных в стек.
Ввод данных из внешнего устройства.
Вывод данных во внешнее устройство.
Цикл обслуживания прерывания.
Останов.
Обслуживание прерываний в режиме останова.
Первые три такта всех машинных команд унифицированы и образуют фазу адресации. Собственно адресация осуществляется в цикле T1. Микропроцессор выдает сигналы на шину адреса. Источником адреса могут быть следующие внутренние регистры: программный счетчик, указатель стека, регистровые пары B, D или Н, L, а также пара W, Z.
Такт Т2 отведен для проверки необходимости реакции на некоторые управляющие сигналы, влияющие на функционирование МП. В этом такте проверяются уровни внешних сигналов готовности READY, запроса прямого доступа к памяти HOLD, а также внутреннего сигнала подтверждения останова HLTA. Кроме того, в такте Т2 последнего машинного цикла каждой команды проверяется уровень внешнего сигнала запроса прерывания INT.
Помимо проверки управляющих сигналов в такте Т2 производятся следующие действия:
если текущий машинный цикл связан с обращением к программной памяти, то выполняется инкремент программного счетчика РС;
если текущий цикл предназначен для ввода данных в МП, то формируется сигнал считывания;
если текущий цикл связан с выводом данных из МП, то формируются соответствующие сигналы на шине данных.
Такт Т3 отведен непосредственно для обмена информацией.
В тактах Т4 производятся дешифрование кода операции, необходимые внутренние передачи и преобразования данных. Например, в тактах Т4, Т5 команд INR (INX) и DCR (DCX) осуществляется инкремент или декремент адресуемого регистра (регистровой пары), в командах разветвлений проверяются указанные в них условия, в такте T4 команды СМА инвертируется аккумулятор и т.п.
Система команд микропроцессора КР580 приведена в приложении 1.
Программа симулятор учебно-отладочного устройствa "электроника - 580"
Для выполнения работ в случае отсутствия учебно-отладочного устройства может использоваться программа-симулятор. Программа представляет собой симулятор микропроцессора с простой системой команд, имеет хорошо проработанный интерфейс, позволяет имитировать работу Электроники-580 с разными частотами тактирования, отображает значения регистров и флагов микропроцессора.
Для запуска программы нужно выполнить файл Emu580_prg.exe.
Рисунок 6 - Главное окно программы-симулятора "ЭЛЕКТРОНИКА - 580"
Для запуска программы нужно выполнить файл Emu580_prg.exe.