
- •Микропроцессоры и микропроцессорные системы
- •Содержание
- •Введение
- •Успехи интегральной технологии и предпосылки появления микропроцессоров
- •Основные схемотехнологические направления производства микропроцессоров
- •Характеристики микропроцессоров
- •Поколения микропроцессоров.
- •Машина пользователя и система команд
- •Архитектура 16-разрядного микропроцессора
- •Система команд i8086
- •Общая структура мпс
- •Структура микропроцессора и интерфейсные операции
- •Внутренняя структура
- •Командный цикл микропроцессора.
- •Машинные циклы и их идентификация.
- •Реализация микропроцессорных модулей и состав линий системного интерфейса
- •Внутренняя структура
- •Машинные циклы i8086 в минимальном и максимальном режимах
- •Структура микропроцессорных модулей на базе микропроцессора i8086
- •Подсистема памяти мпс
- •Распределение адресного пространства
- •Регенерация динамической памяти
- •Подсистема ввода/вывода мпс
- •Подсистема параллельного обмена на базе буферных регистров
- •Контроллер параллельного обмена к580вв55
- •Последовательный обмен в мпс
- •Универсальныйпоследовательный приемопередатчик кр580вв51
- •Подсистема прерываний мпс
- •Внутренние и внешние прерывания
- •Функции подсистемы прерываний и их реализация
- •Контроллеры прерываний
- •Подсистема прямого доступа в память мпс
- •Контроллер прямого доступа в память к580вт57
- •Высокопроизводительный 32-разрядный контроллер пдп 82380
- •Архитектура контроллера 82380
- •Интерфейс с главным процессором.
- •Функции контроллера пдп
- •Программируемый контроллер прерываний
- •Программируемые интервальные таймеры
- •Контроллер регенерации динамического озу
- •Генератор с состоянием ожидания
- •Сброс центрального процессора
- •Размещение карты регистров
- •Интерфейс с микропроцессором
- •Сигналы сопряжения с микропроцессором 80386
- •Синхронизация шины контроллера 82380
- •Конвейеризация адресов
- •Организация мпс на базе секционированных бис
- •Арифметико-логические секции
- •Секции управления и устройства управления
- •Эволюция структур сфам.
- •Секции управления адресом микрокоманд серии к1804.
- •Организация управляющего автомата
- •Структура устройств обработки данных
- •Мпс с одно- и двухуровневым управлением
- •Расширение архитектурыAm2900
- •Базовый процессорный элемент к1804вм1
- •Организация основных блоков
- •Система инструкций
- •Однокристальные микроЭвм
- •Однокристальные микро-эвм к1816ве48/49/35
- •Структура омэвм
- •Элементы архитектуры омэвм
- •Порты ввода/вывода
- •Система команд омэвм
- •Расширение ресурсов омэвм
- •Однокристальная микроЭвм к1816ве51
- •Семейство однокристальных эвмmcs-51
- •Структура микро-эвм к1816ве51
- •Архитектурные особенности микро-эвм
- •Организация внутренней памяти данных.
- •Машинные циклы и синхронизация микро-эвм
- •Внешние устройства микро-эвм
- •Описание последовательного порта.
- •Таймеры-счетчики
- •Подсистема прерываний
- •Система команд
- •Системы проектирования и отладки мпс
- •Проблемы и особенности отладки мпс
- •Особенности отладки мпс на разных этапах ее существования.
- •Статические отладчики
- •Логические анализаторы
- •Сигнатурные анализаторы
- •Идея сигнатурного анализа
- •Оборудование сигнатурного анализа и требования к проверяемой схеме
- •Системы проектирования мпс
- •Внутрисхемные эмуляторы
- •Литература
Организация основных блоков
РЗУ– однопортовая память (Рис. 10 .76) включает
накопитель на 32 16-разрядных слова,
выходной регистр данных, дешифратор
адреса и схему управления записью/чтением.
Запись осуществляется по заднему фронту
тактового сигнала С приIEN\
= 0. При работе с байтамистаршаяполовина слова остается неизменной.
Рис.10.76. Блок РЗУ
Аккумулятор– 16-разрядный регистр (Рис. 10 .77), запись в который осуществляется по переднему фронту С, если в инструкции Акк определен в качестве приемника результата. ПриIEN\ = 1 записьнепроизводится независимо от инструкции.
Регистр данных– «защелка» по заднему фронтуDLE(Рис. 10 .78). Наличие и позволяет организовать три режима работы регистра данных:
ввод информации через шину Y(0:15) приDLE= 0 (регистр «открыт») иOEY\ = 1;
вывод информации из микропроцессора через шину YприDLE= 1 (регистр «закрыт») иOEY\ = 0;
ввод, обработка и вывод через шину Y:
в течение первой половины такта OEY\ = 1 иDLE= 1
в течение второй половины такта OEY\ = 0 иDLE= 0.
В отличие от РЗУ и Акк в Рг.Dможет быть записано лишь полное 16-разрядное слово.
Арифметико-логическое устройство(Рис. 10 .79) включает мультиплексоры входовR,SиU, сдвигатель каналаU, арифметико-логический блок АЛБ, приоритетный шифратор ПШ, формирователь признака нуля ФПН и выходной мультиплексор.
Рис.10.77. Аккумулятор
Рис.10.78. Регистр данных
двигатель
позволяет за один такт выполнить
циклический сдвиг в сторону старших
разрядов (левый) на заданное число
разрядов (от 1 до 15). При выполнении
операций с байтами осуществляется сдвиг
только восьми младших разрядов. ПризнакиC,N,Z,OVRформируются как для
слов, так и для байтов.
Рис.10.79. Арифметико-логический
блок
а
вход ПШ поступаетR&S\
(S– маска,R– операнд). Приоритетный шифратор
формирует номер позиции старшей «1» в
формате, приведенном в Табл. 10 .22.
Табл.10.22
1) |
Нет |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
2) |
00000 |
00001 |
00010 |
00011 |
00100 |
00101 |
00110 |
00111 |
01000 |
01001 |
01010 |
01011 |
01100 |
01101 |
01110 |
01111 |
10000 |
3) |
00000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
00001 |
00010 |
00011 |
00100 |
00101 |
00110 |
00111 |
01000 |
1) позиция старшей единицы;
2) выход ПШ при операциях со словами;
3) выход ПШ при операциях с байтами.
Блок
регистра состояния(Рис. 10 .80) включает
восьмиразрядный регистр состояния
Рг.С, мультиплексор загрузки младшей
тетрады и схему управления записью.
Рис.10.80. Регистр состояния
и его связи
-
7
6
5
4
3
2
1
0
FL3
FL2
FL1
L
N
OVR
C
Z
В младшие четыре разряда могут быть записаны признаки Z,C,OVR,Nили 4 младших разряда с шиныY. Источник для четырех младших разрядов Рг.С определяется выполняемой инструкцией (за исключением «NOP», «Хранение Рг.С», «Проверка состояния», «Уст. 0», «Уст. 1 старших битов Рг.С»). В старших четырех разрядах хранится бит связиL(который формируется после каждой инструкции сдвига) и три флага пользователя.
Содержимое Рг.С можно вывести на шину Yили записать в РЗУ или Акк. При выполнении записи в инструкции со словом старшие 8 бит устанавливаются в «0», при операциях с байтами содержимое Рг.С так же записывается в младшие 8 разрядов, но содержимое старшего байта регистра или Акк не меняется.
При операциях со словами в Рг.С записываются все 8 признаков, а при операциях с байтами – только 4 младших.
Блок формирования кода условийобеспечивает выработку одного из 12 возможных условий (см. табл), а мультиплексорMUXCTобеспечивает прохождение на выход СТ условия под управлением инструкции (от блока управления) или кода на входах Т(4:1)