Адрестік кеңістіктің(ак) логикалық бөлінуі

АК-тің бөлінуі –бұл нақты физикалық адрестерді жадының жеке қызметтік аумақтарының (сегменттермен) – бағдарламалармен, тұрақтылармен, стектермен, енгізіп-шығарумен байланыстыратын үрдіс . АК-дің логикалық бөлінуін бағдарламалық қамтамасыздандырудың есептеу жүйелерімен жобаланатын құрастырушылар жасайды. Бастапқы деректері болып: адрестік кеңістіктің рұқсат етілген көлемі; үрдісшінің үзілісін өңдейтін қызметтік жүйелердің мақсаттары ; енгізу-шығаруды іске асырудың ерекшеліктері; оперативті есте сақтау құрылғысы мен тұрақты есте сақтау құрылғысының талап етілетін көлемі, бақылау мен басқарудың алгоритмдерін алдын ала алынатындар .

Кодтың, деректердің, стектің аумақтары жүйелік АК-ті, ал ЕШҚ-ның тіркеушілері үшін адрестердің аумағы мен шалғай функциялардың бақылағыштары енгізу-шығару АК-ін құрады. Үрдісшінің адрестік кеңістігінің бөлімі еркін болғандықтан физикалық түрде есептегіш құрастырушыларымен іске асырылмайды. Енгізу-шығару кеңістігі жүйелік АК-не немесе жеке өзіндік адрестік аумаққа шығарылуы мүмкін. Алғашқы жағдайда бұл аумақ жадыда бейнеленген енгізу-шығару кеңістігі деп аталып, ал екінші жағдайда енгізу-шығару кеңістігімен алшақтатылған болады.

АШ- ның ( 6.1-кесте)разрядтылығы n=16 болатын жүйенің адрестік кеңістігінің логикалық бөліну мысалын қарастырсақ.

Енгізу-шығаруы АК-гі жадының бейнесі ретінде іске асырылған жағдайда, ЕШҚ-на жүгіну арифметикалық және логикалық амалдардың қайта сілтеу бұйрықтарымен немесе жадының адрестеуші операндаларымен іске асырылуы қажет. Бұл бұйрықтардың орындалуы басқарушы дабылдардың генерациясымен жетектеледі Жадының оқылуы– #MemR, және Жадының жазуы – #MemW. Осыған сәйкес, енгізу-шығару құрылғысы аталған дабылдардың тасымалдау желілеріне сұлбалытехникалық түрде қосылуы қажет.

Егер енгізу-шығарудың АК-гі, АК-пен алшақтатылған түрде іске асса, ЕШҚ-ның тіркеушілеріне ену үшін енгізу IN<адрес> мен шығарудың OUT <адрес> арнайы бұйрықтары қолданылады. Бұл бұйрықтар басқарушы дабылдарды генерациялануымен орындалады. ЕШҚ оқу – #IOR және ЕШҚ-на жазу – #IOW(кейбір мөлтікүрдісшілік жүйелер үшін бұл дабылдардың басқа атауымен, бірақ қызметтік тағайындалуы өзгермеген түрде қабылданады). 4.5-суретте түрлі адрестік кеңістіктердің сұлбалытехникалық ұйымдастыру мақсаты көрсетілген.

6.1-кесте. МҮ-жүйесінің АК-нің логикалық бөліну мысалдары .

Сегменттің т.рі мен көлемі	Адрестер аралығы	Жадының құрамы	Физикалық түрде іске асырылу	Адрестеу принциптері
Код пен көлемнің сегменті 16К	0000h – – 3FFFh	·  алғашқы іске қосу бұйрығы; ·  үзілісті өңдейтін процедураларға өту векторларының кестесі; Бағдарлама бұйрықтарының кодтары; ·  өлшегіштер немесе басқа есептегіштер алгоритмдерінің тұрақтылары	Мөлтіксұлбалар ТЕҚ, ППЗУ, РППЗУ, FLash	Бұйрықтар үшін – PC-ның құрамы арқылы, Тұрақтылар үшін – бұйрықтың адрестік бөлімі арқылы
Деректер сегменті, көлемі 3К	4000h – – 4BFFh	·  өлшегіштер мен басқа есептегіштердің кіріс деректері; · аралық нәтижелері; ·  шығыс деректері	Мөлтіксұлбалар ОЕСҚ	Бұйрықтың адрестік бөлімі арқылы
Стектің сегменті, көлемі 1К	4C00h – – 4FFFh	Стектерге орнатылған деректер (уақыттық деректері, қайту адрестері, ішкі бағдарламалардың параметрі).	Мөлтіксұлбалар ОЕСҚ	SP тіркеушісінің құрамы арқылы
Жадыға бейнеленген енгізу-шығару сегменті, көлемі 512 байт	5000h – – 51FFh	Кіріс-шығыс және басқарушы тіркеушілер, енгізу-шығару порттары мен шалғай функциялардың бақылағыштары	Тіркеушілер, енгізу-шығару порттары мен шалғай функциялардың бақылағыштарының мөлтіксұлбалары	Бұйрықтың адрестік бөлімін қайта сілтеу мен арифметикалық және логикалық амалдар арқылы
Қолданылмаған аумақ	5200h – – FFFFh		Физикалық түрде іске аспаған
Енгізу-шығарудың алшақтатылған кеңістігі, көлемі 256 байт	00h – – FFh	Кіріс-шығыс және басқарушы тіркеушілер, енгізу-шығару порттары мен шалғай функциялардың бақылағыштары	Тіркеушілер, енгізу-шығару порттары мен шалғай функциялардың бақылағыштарының мөлтіксұлбалары	Енгізудің (IN) және шығарудың (OUT) арнайы бұйрықтарының адрестік бөлімі арқылы

Ерекше назарды жүйелік АК-де де,енгізу-шығарудың адрестік кеңістігінде де құрылғыларды адрестеу, адрестің тек бір ғана физикалық шинасымен іске асады. Адрестелетін аумақты таңдау генерациясы қолданылатын бұйрықтарға тәуелді болатын аталған басқарушы дабылдардың көмегімен іске асады. Сондықтан нақты құрылғыны белгілі бір адрестік кеңістікке орнатылуы сұлбалытехникалық қосылумен де, осы құрылғыларға жүгінетін және бағдарламада қолданылатын сәйкес бұйрықтармен анықталады. Басқарушы дабылдар үрдісшінің адрестер шинасындағы разрядтылықпен рұқсат етілетін адрестік кеңістігінің көлемін кеңейтуді қамтамасыз етеді. Бұл дегеніміз жүйелік АК пен алшақтатылған енгізу-шығарудың адрестік кеңістігінің көлемдерінің қосындысы үрдісшінің адрес шиналарының разрядтылығымен анықталатын адрестелуші ұяшықтардың көлемінен артық болуы мүмкін.

6.9-сурет. Адрестік кеңістіктердің сұлбалытехникалық ұйымдастырылуы.

Адрестік кеңістіктің(АК) физикалық түрде бөлінуі. Физикалық түрде бөліну логикалық бөліну негізінде орындалатын және адрестік кеңістікті логикалық жобалану деңгейінде анықталған үрдісшіге адрестері бойынша ОЕСҚ-сы мен ТЕСҚ-ның(ОЕСҚ мен ТЕСҚ-ның топтамаларына) нақты мөлтіксұлбаларына қол жеткізуді қамтамасыз ететін адрестердің(адрестік селектор деп аталатын) қайта адрестеудің сұлбасын құрудан тұрады. Логикалық көз қараспен қарағанда жадының әрбір мөлтіксұлбасы жадының бірнеше ұяшықтарынан тұрады. Сандық сұлбалытехниканың элементі ретінде кез-келген жадының мөлтіксұлбасы деректерді жазу мен оқудың ақпараттық шығысынан және берілген мөлтіксұлбаның ішіндегі жадын ұяшықтарының адрестелуі орындалатын адрестік кірістерден тұрады. Сонымен қатар, жадының мөлтіксұлбасы (немесе есте сақтау құрылғысы) нақты мөлтіксұлбаның жұмысын белсендіретін СS(Crystal Select ағылш. аударғанда кристалды таңдау деп аталатын) арнайы басқару кірістері бар. Есте сақтау құрылғысының мөлтіксұлбасының жұмыс тәртібін таңдаудың басқарушы кірістері болады: RD - оқу, WR–жазу (немесе біріктірілген кіріс RD/WR) ол6.9-суретте көрсетілген.

Мөлтіксұлба немесе есте сақтау құрылғыларының топтамасының көлемі (ақпараттық сыйымдылығы) әрқашан қатынасымен анықталады. Мұндағы - мөлтіксұлбаның кіріс адрестік желілерінің саны немесе есте сақтау топтамалары.

Жадының мөлтіксұлбасының көлемі (ақпараттық сыйымдылығы) ереже бойынша, үрдісшінің адрестік кеңістігінің көлемінен: аз және осыған сәйкес адрестік желілері де аз болады. Сондықтан жүйелік АШ-ның үлкен k адрестік желілері (m – жүйелік АШ-ның разрядтылығы) болатын және жүйелік АК-тің шегінен аспайтын нақты адрестер аралығына есте сақтау құрылғысының әрбір мөлтіксұлбасын баптайтын мүмкіндігі бар.

6.10-сурет. Жады мөлтіксұлбасының жалпы сұлбалытехникалық мағынасы.

Мысалға АШ-ның разрядтылығы m = 16 ( желісінің) болсын және құрастырушының қолында сыйымдылығы болатын жады мөлтіксұлбасы болсын делік. Осыған сәйкес әрбір жадының мөлтіксұлбасы адрестік кеңістіктерден тұрсын. Осындай сыйымдылықты мөлтіксұлбаларда жүйелік жадының іске асыру үшін әрбір мөлтіксұлбаның адрестік кірістері желілеріне жүйелік адрестік шиналардың кіші адрестік желілері параллельді түрде қосылу қажет. Бірақ қалған k = 4 үлкен адрестер желілері жалпы адрестік кеңістікте нақты адрестің аралығындағы жадының әрбір мөлтіксұлбасын баптау үшін қолданылу керек. Сонымен үлкен адрестік желілердегі ақпараттар жадының 16 қолданылытын мөлтіксұлбаларының біреуінің ғана адресі болады. ары қарай адрестік селекторды немесе адрестің дешифраторын құру қажет. Бұл топтаманың тағайындалуы - жадының мөлтіксұлбаларымен басқару дабылдарын құруында. Бұндай дабылдар қазіргі жағдайда қай мөлтіксұлбаның белсенді екенін анықтайды, яғни үрдісшінің қай мөлтіксұлбаға жүгінетіндігін. Уақыттың әрбір моментінде осы басқару дабылдарының тек біреуі ғана белсенді болады. АШ-ның кіріс ақпараты ретінде жадының мөлтіксұлбасына берілмейтін (біздің мысалда ол желілері) АШ желісінің ақпараты болып табылады. АШ-ы әдетте дешифратордың интегралды сұлбалар негізінде немесе жеке логикалық элементтерге де орындауға болады. 6.11-суреттегі шартты сұлбасында АС-дың құрылуын көрсетіп және қарстырылып отырылған мысал үшін жадының мөлтіксұлбамен басқару дабылдары пайда болған. АШ-да пайда болған басқарушы дабылдар жадының мөлтіксұлбаларының кірісіне берілетіне назар аударсақ (осы дабылдардың көмегімен нақты мөлтіксұлбаның ішіндегі ұяшықтарға енуге рұқсат берілетінін еске салсақ). 6.11-суреттегі жадының әрбір элементіне берілген мөлтіксұлба икемделген жүйелік адрестердің аралығы көрсетілген. Аралық нақты мөлтіксұлбаның кірісі қосылған дешифратордың шығысындағы нөмермен анықталады.

6.11-сурет. Жүйелік АК-тің іске асуы мен АШ-дың құрылу мысалы.

Мысалы, егер жүйелік адрес шинасында 13A7h ақпарат болса, онда дешифраторға берілетін адрестік желілерінде 0001 екілік коды болады. Бұндай кодтарды дешифраторға беруде төменгі деңгейлі белсенді дабыл 1-дің шығысында пайда болып, іске сол жақтағы екінші мөлтіксұлба қосылады(6.11-суретте). Сонымен берілген мысалдағы адресі 13A7h болатын ұяшық физикалық түрде көрсетілген мөлтіксұлба орналасады.

АШ-ың қарапайым сұлбасы жадының бірдей мөлтіксұлбаларын қолданатын жағдайға тән. Топтамаларды немесе әртүрлі көлемдегі есте сақтау құрылғыларын адрестеу үшін каскадты АС-ды құрастыру қажет. АС-ды есептеу әдістемелігі кейінірек қарастырылады.

Енгізу-шығару құрылғысы аз мөлшердегі адрестелетін элементтермен сипатталады - 1-2 порттар үшін, 3-4 – уақыт санағыштары мен бақылағыштар үшін. Егер енгізу-шығару порттары логикалық түрде жүйелік АК-де орналасса, онда АШ-ың сұлбасы күрделі болады. Себебі, АС-ға көп мөлшерде адрестік желілерді беру керек болады. Енгізу-шығару құрылғысы логикалық түрде алшақтатылған енгізу-шығару адрестік кеңістігінде орналасқан жағдайда АШ-ың сұлбасы қарапайымдау болады, себебі алшақтатылған енгізу-шығару адрестік кеңістігінде адрестік желілер аз мөлшерде қолданылады. Енгізу-шығару құрылғысы үшін АШ-ы құрастырылуы жады топтамасындағы АШ-ың құрылуына ұқсас, айырмашылығы енгізу-шығару құрылғысының мөлтіксұлбалрына берілетін адрестік желілерінің санының едәуір аз болуында.