Функциональный этап проектирования
Назначение выводов микроЭВМ
|
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
||||||||
|
DI (0) - DI (3) |
Вход |
Входная 4-разрядная шина данных |
||||||||
|
MINS(8-0) |
Вход |
Входная 9-разрядная шина микроинструкций. Для БМП ми на протяжении всей системы не изменяются. Модифицируется “входами управления позицией” POS |
||||||||
|
POS(1,0) |
Вход |
Входная 2-разрядная шина. Позволяет производить модификацию кода МИ в зависимости от её положения на функциональной схеме. Входы POS жёстко поделючены к логическим уровням 0 и 1 по след. прав-м:
|
||||||||
|
SL1, SR1
|
Вход
|
Двунаправленные шины для распространения сдвигов в последовательности программных секций. |
||||||||
|
PR |
Вход |
Шина приоритета подключена к логическому 0 с целью устранения помех от неиспользующихся входов |
||||||||
|
P,G |
Выход |
Выходы частичных переносов. Используются для ускорения переноса |
||||||||
|
PCI |
Вход |
Входы переноса счётчика, не используются так как в микрокомандном цикле не задействован микропрограммный счётчик на РОН7 |
||||||||
|
INC |
Вход |
Вход управления инкрементом счётчика. Так как программный счётчик не используется подаём на него единичный сигнал |
||||||||
|
PCO |
Выход |
Выходы переноса счётчика, не используются так как в микрокомандном цикле не задействован микропрограммный счётчик на РОН7 |
||||||||
|
INC/B3 |
Выход |
Альтернативный выход старших битов операнда B |
||||||||
|
PCO/A3 |
Выход |
Альтернативный выход старших битов операнда A |
||||||||
|
PPP |
Выход |
Выход битов регистра РРР (Расширитель рабочего регистра) |
||||||||
|
SYNC |
Вход |
Соеденины с шиной передачи тактового сигнала, обеспечивающего фиксацию микроинструкции в PS |
Таблица 5. Назначение выводов схемы К548ВМ1
|
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
|
D(15-0) |
Вход |
Двунаправленная 16-разрядная шина данных |
|
MINS(13-0) |
Вход |
Входная шина микрокоманд |
|
M1, M0 |
Вход |
Входы признаков модификации адресов микрокоманд |
|
C1, C2 |
Вход |
Входы синхронизации БМУ |
|
INT |
Вход |
Вход запроса прерывания |
|
AMC |
Выход |
Выходная 10-разрядная шина адреса микрокоманд |
Таблица 6. Назначение выводов схемы К548ВУ1
|
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
|
М1 |
Вход |
Первая магистраль БМПП, имеет стандартный уровень нагрузки |
|
M2 |
Вход |
Вторая магистраль БМПП, имеет стандартный уровень нагрузки |
|
M3 |
Выход |
Третья магистраль БМПП, имеет умощнённый уровень нагрузки. Имеет гистерезисный (отстающий, запаздывающий) вход и защиту от коротуого замыкания. Реализует физическое соединение с шинами внешнего интерфейса |
|
MI |
Вход |
Вход МI восьмиразрядный, разделён на 2 тетрады, одна из которых для тетрады М1, а вторая для тетрады М2 |
|
WR |
Вход |
Управляет записью состояний магистралей М1 и М2 во внутренние буферные регистры |
|
RD |
Вход |
Сигналы открывают выходные формирователи соответсвующих магистралей. |
|
C1 |
Вход |
Запись первой и второй тетрады происходит по синхроимпульсам С1 и С2. В случае если необходимо подключить одновременно обе тетрады, то синхроимпульсы вешаются на один вход |
|
C2 |
Вход |
|
|
A |
Выход |
Шина паритетного контроля. По одной идёт признак режима контроля, по второй девятый бит чётности, выдаваемых по М3. Если в М3 будет обнаружено нарушение чётности, то по шине признака выставляется сигнал ошибки |
|
K |
Выход |
Таблица 7. Назначение выводов схемы К548ВВ1
Нумерация шин магистрали управления
|
Номер |
Примечание |
|
1 - 9 |
Микроинструкция БМП |
|
10 |
Вход переноса АЛУ |
|
11 - 13 |
Микроинструкция МЛУ |
|
14 |
Выход сигнала переноса БМП |
|
15 |
Сигнал подтверждения ПД |
|
16 |
Сигнал выхода инверсии одинарного сдвига !СД1 |
|
17 - 30 |
Микроинструкция БМУ |
|
31 - 38 |
Микроинструкция БМПП |
|
39 |
Сигнал разрешения выдачи РВ по магистрали М3 БМПП |
|
40 |
Сигнал подтверждения ПД |
|
41 |
Сигнал «Готовность» |
|
42 |
Сигнал «Переполнение» |
|
43 |
Сигнал «Ошибка» |
|
44 |
Сигнал «Включение» |
Таблица 8. Нумерация шин магистрали управления
Функциональная схема БМП
Рисунок 8. Функциональная схема БМП
Функциональная схема БМУ
Рисунок 9. Функциональная схема БМУ
Функциональная схема БМПП
Рисунок 10. Функциональная схема БМПП
Построение временных диаграмм и проектирование блока синхронизации
Временные диаграммы работы микроЭВМ получаем путем наращивания базовой группы временных диаграмм БМУ диаграммами временного поведения сигналов в возможных контурах управления. Для микросхемы БМУ временные параметры приведены в таблице 9.
|
Временные параметры БМУ |
||
|
Параметр |
Значение, нс |
Описание |
|
t1 |
>=100 |
Интервал действия низкого уровня синхроимпульса С1 |
|
t2 |
>=500 |
Длительность микрокомандного цикла, период синхронизации |
|
t3 |
>=50 |
Время дешифрации микроинструкции |
|
t4 |
>=310 |
Интервал действия низкого уровня синхроимпульса С2 |
|
t5 |
>=40 |
Интервал предустановки микроинструкции |
|
t6 |
>=50 |
Интервал удержания микроинструкции |
|
t7 |
>=200 |
Интервал предустановки кода модификации |
|
t8 |
>=100 |
Интервал удержания кода модификации |
|
t9 |
>=40 |
Интервал предустановки кода данных |
|
t10 |
>=100 |
Интервал удержания кода данных |
|
t11 |
>=200 |
Время задержки выдачи адреса микрокоманды |
Таблица 9. Временные параметры БМУ
Для процессорной секции БМП используются следующие временные параметры, которые имеют привязку к положительному фронту синхроимпульса.
|
Временные параметры БМП |
||
|
Параметр |
Значение, нс |
Описание |
|
T1 |
>=100 |
Интервал действия низкого уровня синхроимпульса СLK |
|
T2 |
>=500 |
Длительность микрокомандного цикла, период синхронизации |
|
T3 |
>=50 |
Интервал предустановки микроинструкции |
|
T4 |
>=310 |
Интервал удержания микроинструкции |
|
T5 |
>=40 |
Интервал удержания входных данных DI и входного переноса CI предыдущего цикла |
|
T6 |
>=50 |
Время задержки формирования частичных переносов в процессорной секции |
|
T7 |
>=200 |
Время задержки формирования выходных данных в процессорной секции |
|
T8 |
>=100 |
Время задержки формирования сигналов на выходной шине сдвига !SLR1 |
|
T9 |
>=40 |
Задержка выходного переноса в схеме ускоренного переноса SFC |
|
T10 |
>=100 |
Время задержки формирования сигнала на выходных шинах мультиплексора |
Таблица 10. Временные параметры БМП
Завершающим этапом моделирования временных процессов в течение микрокомандного цикла является наращивание системы диаграммными осями, на которых отображается состояние шин интерфейсного блока БМПП, осуществляющего сопряжение шин внешнего интерфейса с внутренними магистралями микроЭВМ. БМПП имеет следующие временные параметры:
|
Временные параметры БМПП |
||
|
Параметр |
Значение, нс |
Описание |
|
R1 |
>=20 |
Интервал действия низкого уровня синхроимпульса СLK |
|
R2 |
>=70 |
Длительность микрокомандного цикла, период синхронизации |
|
R3 |
>=15 |
Интервал предустановки микроинструкции |
|
R4 |
>=15 |
Интервал удержания микроинструкции |
|
R5 |
35 |
Задержка дешифрации MINS |
|
R6 |
>=15 |
Интервал предустановки данных |
|
R7 |
>=15 |
Интервал действия низкого уровня синхроимпульса стробирования усилителей выходных магистралей |
|
R8 |
>=15 |
Задержка установки выходных данных |
|
R9 |
>=25 |
Задержка трансляции данных |
Таблица 11. Временные параметры БМПП
Временные диаграммы с обозначением их численных временных компонент представленны на рисунке 11.
Временные диаграммы работы микроЭВМ
Рисунок 11. Временные диграммы микроЭВМ
Диаграмма синхроимпульсов
Рисунок 12. Диграмма импульсов
Функциональная схема блока синхронизации
Рисунок 13. Функциональная схема блока синхронизации
Список использованной литературы
-
Нестерук В.Ф. Организация ЭВМ и систем: Учебное пособие. Омск: изд-во ОмГТУ, 2005. – 51с.
-
Нестерук В.Ф. Организация ЭВМ и систем: Краткий конспект лекций. Омск: изд-во ОмГТУ, 2005. – 51с.
-
Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник/ С.Т. Хвощ, Н.Н. Варлинский, Е.А. Попов – Л.: Машиностроение, 1987. 640с.
-
Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник/ Н.Н. Аверьянов, А.И. Березенко – М.: Радио и связь, 1988. – Т.1