6.2. Синхронизация
Как уже известно из § 4.3, каждая команда выполняется микропроцессором не мгновенно, а как последовательность машинных циклов. Микропроцессор КР580ИК80А имеет 10 типов машинных циклов (табл. 6.2), и все его команды состоят из комбинаций только этих циклов.
В состав команды может входить от одного до пяти циклов. Каждый машинный цикл также не является неделимой операцией, а состоит из машинных тактов. В состав машинного цикла микропроцессора КР580ИК80А может входить от трех до пяти машинных тактов. Машинный такт не является таким же законченным процессом, как машинный цикл, большинство сигналов микропроцессора вырабатываются в одном такте и снимаются в другом. Поэтому для машинных тактов нельзя привести такую же классификацию, как для машинных циклов. Как и в гл. 4, в тексте и на рисунках будем обозначать такты одного цикла Tl, T2, ... и т. д., циклы одной команды С1,С2,... и т. д.
Для того чтобы сформировать интервал времени, соответствующий одному машинному такту, на входы микропроцессора Ф1 и Ф2 подаются тактовые импульсы (синхроимпульсы). Длительность машинного такта равняется одному периоду синхроимпульсов. Все внутренние операции микропроцессора и формирование внешних сигналов происходят в моменты времени, определяемые синхроимпульсами.
Рис. 6.2. Тактовые импульсы Таблица 6.2
|
Управляющее слово, состоящее из разрядов шины данных DO — D7 |
|||||||
Тип цикла |
DO |
Dl |
D2 |
D3 |
D4 |
D5 |
D6 |
D7 |
ВЫБОРКА КОМАНДЫ |
L |
H |
L |
L |
L |
H |
L |
H |
ЧТЕНИЕ ИЗ ПАМЯТИ |
L |
H |
L |
L |
L |
L |
L |
H |
ЗАПИСЬ В ПАМЯТЬ |
L |
L |
L |
L |
L |
L |
L |
L |
ЧТЕНИЕ ИЗ СТЕКА |
L |
H |
H |
L |
L |
L |
L |
H |
ЗАПИСЬ В СТЕК |
L |
L |
H |
L |
L |
L |
L |
L |
ВВОД С ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА |
L |
H |
L |
L |
L |
L |
H |
L |
ВЫВОД НА ВНЕШНЕЕ УСТРОЙСТВО |
L |
L |
L |
L |
H |
L |
L |
L |
ПРЕРЫВАНИЕ |
H |
H |
L |
L |
L |
H |
L |
L |
ОСТАНОВ |
L |
H |
L |
H |
L |
L |
L |
H |
ПРЕРЫВАНИЕ ВО ВРЕМЯ ОСТАНОВА |
H |
H |
L |
H |
L |
H |
L |
L |
К уровням напряжения, частоте, фронтам и фазе синхроимпульсов предъявляются особые требования (рис. 6.2). Входы Ф1 и Ф2 не являются ТТЛ-входами. Это единственное исключение для микропроцессора КР580ИК80А. Для Ф1 и Ф2 напряжение сигнала низкого уровня должно быть в пределах от -0,3 до 0,8 В, а напряжение сигнала высокого уровня - в пределах от 10 до 12 В. Частота синхроимпульсов должна быть не более 2,5 МГц, переход с одного уровня напряжения на другой должен иметь длительность 20-30 не. На рис. 6.2,я приводится временная диаграмма сигналов Ф1 и Ф2, которая может быть получена с помощью микросхемы тактового генератора КР580ГФ24, который выпускается специально для микропроцессора КР580ИК80А (см. § 6.4). Из этой диаграммы видно, что если условно разбить период синхроимпульсов на девять интервалов, то сигнал Ф1 будет иметь высокий уровень в первых двух интервалах и низкий уровень во всех остальных, а сигнал Ф2 будет иметь высокий уровень в интервалах с третьего по седьмой и низкий уровень во всех остальных.
Сигналы Ф1 и Ф2 могут иметь и более простую временную диаграмму (рис. 6.2,6). Если не пользоваться для их генерации микросхемой КР580ГФ24, то получить такую диаграмму проще, чем стандартную. Требования к уровням, фронтам и частоте остаются такими же, как и для стандартной временной диаграммы.