4.3. Общая функциональная схема пм-эвм

Кроме микропроцессорного бло­ка, функциональное назначение которого мы уже определили, в состав ПМ-ЭВМ входят оперативное и постоянное запоминаю­щие устройства и порты ввода/вывода. Все эти блоки связаны между собой через шины адреса и данных. Шина управления в ПМ-ЭВМ состоит всего из четырех линий передачи сигналов, причем в каждом режиме работы микропроцессора активна только одна линия.

Управление работой ПМ-ЭВМ осуществляется двумя блока­ми: схемой пошагового выполнения программы и схемой си­стемного контроллера. Первая схема полезна для анализа испол­нения вводимых команд программы. Системный контроллер необходим для организации трактов передачи информации при реализации основных режимов работы микропроцессора. Ис­пользуемый в ПМ-ЭВМ микропроцессор КР580ИК80А имеет шины адреса и данных, а также некоторые управляющие сигна­лы. Сигналы шины управления формируются системным кон­троллером вне микропроцессора из управляющих сигналов МП. К ним относятся: ЧТЕНИЕ, ЗАПИСЬ, ВЫВОД НА ВНЕШНЕЕ УСТРОЙСТВО, ВВОД С ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА (см. § 6.3).

При организации шин необходимо правильно оценить вели­чину токовой нагрузки по каждой шине. Если суммарный ток нагрузки линии в шине превышает допустимую величину на соответствующем выходе микропроцессора, то такую линию необходимо снабдить буфером. Под буфером подразумевается специальная схема, обеспечивающая электрическое согласова­ние цепей передачи сигналов. Как уже отмечалось в гл. 3, про­стейшая схема буфера, не меняющая значение сигнала, состоит из двух включенных последовательно инверторов. Именно эта схема используется в ПМ-ЭВМ в формирователе сигналов шины адреса.

Линии шины данных в ПМ-ЭВМ также необходимо снабдить буферами. Однако поскольку шина данных является двуна­правленной, буфер для нее также должен быть двунаправленным. Поэтому схему из двух последовательно включенных инверторов здесь использовать нельзя. Необходима специаль­ная схема с использованием управляющего сигнала выбора на­правления передачи данных. Работа схемы двунаправленного буфера шины данных описана в § 6.3.

Рис. 4.3. Схема основных функциональных узлов ПМ-ЭВМ и связей между ними:

ДАЗУ, ДАУВВ - дешифраторы адреса ЗУ и УВВ; ДБШД - двунаправленный буфер ШД; КЛ - клавиатура; СД - све-тодиоды; СК — системный контроллер; СПИП — схема пошагового исполнения программы; 0, 1,2,3 — порты вывода; 3' - порт ввода

Для организации правильной адресации к устройствам па­мяти и к устройствам ввода/вывода в схеме ПМ-ЭВМ исполь­зуются еще два блока, не указанных на рис. 4.2: дешифратор адреса запоминающих устройств и дешифратор адреса устройств ввод а/выв од а. С учетом этих и всех остальных перечисленных выше дополнительных блоков общая функциональная схема ПМ-ЭВМ принимает вид, представленный на рис. 4.3. На этой схеме двойными линиями указаны шины передачи адреса (крас­ными) и данных (зелеными), а сигналы управления — тонкими линиями. Расположение блоков в точности соответствует рас­положению их схем на общей электрической принципиальной схеме ПМ-ЭВМ, приведенной в приложении 2. На рис. 4.3 пока­заны лишь основные связи (например, отсутствуют связи по питанию).

Работа всех приведенных на рис. 4.3 блоков в отдельности описывается в гл. 6 и 7. Перейдем к рассмотрению функцио­нальной схемы микропроцессора и организации его работы.