3 Структура омэвм к1816ве751 и ее описание

Структура ОМЭВМ приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Структурная схема ОМЭВМ ВЕ751

ОМЭВМ состоит из следующих основных функциональных узлов: блока управления и синхронизации; блока арифметико-логического устройства (АЛУ); резидентной памяти данных (РПД) объемом 128 байт; резидентной памяти программ (РПП) объемом 4 Кбайт; блока прерываний, таймеров и последовательного порта; четырех программируемых параллельных портов ввода-вывода; схемы десятичной коррекции содержимого аккумулятора (СДКА); внутреннего генератора тактовых импульсов (OSC); резидентной шины данных (РШД) и группы регистров:

А – аккумулятор;

В – регистр расширения аккумулятора;

Т1, Т2 – регистры временного хранения операндов;

ССП (PSW) – регистр состояния программы (флагов);

РК (IR) – регистр команд;

СК (PC) – счетчик команд (программный счетчик);

РУД (DPTR) – регистр-указатель данных, состоящий из 2-х частей: младшей – DPL и старшей – DPH;

РУС (SP) – регистр-указатель стека;

РА (RAR) – регистр адреса;

РРТС (TMOD) – регистр режимов таймеров-счетчиков;

РУСТ (TCON) – регистр управления-статуса таймеров-счетчиков;

РУПП (SCON) – регистр управления приемопередатчиком последовательного порта;

SBUF (буфер ПРМ и буфер ПД) – буферы приемника и передатчика последовательного порта;

РМП (IЕ) – регистр масок прерываний;

РП (IP) – регистр приоритетов прерываний;

РУМ (PCON) – регистр управления мощностью потребления энергии от источника

питания.

3.1 Блок управления и синхронизации микроЭвм

Блок управления и синхронизации предназначен для выработки синхронизирующих и управляющих сигналов, обеспечивающих координацию совместной работы блоков ОМЭВМ во всех допустимых режимах ее работы.

В состав блока управления входят: устройство выработки временных интервалов, логика ввода-вывода, регистр команд, дешифратор команд, ПЛМ и логика управления ЭВМ.

Устройство выработки временных интервалов предназначено для форми­рования и выдачи внутренних синхросигналов состояний, фаз и циклов. Количество машинных циклов определяет продолжительность выполнения команд. Практически все команды ОМЭВМ выполняются за один или два машинных цикла, кроме команд умножения MUL А, В и деления DIV А, В, продолжительность выполнения кото­рых составляет четыре машинных цикла. Машинный цикл имеет фиксированную длительность и содержит шесть состояний S1-S6, каждое из которых состоит из двух временных интервалов, определяемых фазами Р1 и Р2. Длительность фазы равна периоду следования внешнего сигнала BQ, являющегося первичным сигналом синхронизации ОМЭВМ. Сигнал BQ вырабатывается либо встроенным тактовым генератором ОМЭВМ при подключении к ее выводам 18 (BQ2) и 19 (BQ1) кварцевого резонатора или LC-цепочки, либо внешним источником тактовых сигналов.

Схема подключения кварцевого резонатора к выводам BQ2 и BQ1 показана на рисунке 3.

Рисунок 3 – Подключение кварцевого резонатора

Рисунок 4 – Диаграмма формирования машинных циклов ОМЭВМ

Рисунок 4 иллюстрирует формирование машинных циклов в ОМЭВМ. Все машинные циклы одинаковы, состоят из 12 периодов сигнала BQ, начинаются фазой S1 P1 и заканчиваются фазой S6 P2. Дважды за один машинный цикл формируется сигнал ALE, выдаваемый на одноименный вывод. Если, например, внешняя частота f_BQ = 12 МГц, то длительность машинного цикла Т_МЦ = 1 мкс.

В регистр команд (РК) пересылается из памяти программ код операции очередной выполняемой команды. Дешифратор команд декодирует код операции и идентифицирует тип команды, подлежащей выполнению. После этого из программируемой логической матрицы (ПЛМ) вызывается последовательность управляющих сигналов для выполнения команды.