3. Состав и режим работы микроЭвм мт1804

3. 1. Структура микроЭвм

Функциональная схема микроЭВМ МТ1804 приведена на рис. 5. В соответствии с принципом декомпозиции (рис. 2) микроЭВМ функционально делится на узел управления и операционный узел.

Узел управления включает:

• оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) МК объемом в 16, 32-разрядных МК, построенное на основе 8 интегральных схем К155РУ2;

• блок микропрограммного управления (БМУ), выполненный на секции секвенсора К1804ВУ1;

• 32-разрядный регистр микрокоманд (РМК), содержащий 8 интегральных схем К1804ИР1;

• переключатели мультиплексора (ПМ), адресов (ПА) и данных (ПД);

• органы управления режимами загрузки в память, работы и синхронизации [блок синхронизации (БС)].

Операционный узел содержит:

• процессорную секцию (ПС) на основе БИС К1804ВС1;

• регистр состояния процессора (РСП) и коммутатор флагов состояния (КФС);

• регистр выходных данных (РВД);

• мультиплексор сдвига (МСС).

ОЗУ используется для записи и хранения последовательности МК, оформленной в виде микропрограммы (МП). МП должна содержать не более 16 микрокоманд. Запись в ОЗУ МК осуществляется по входам ПМ (рис. 5) группами по 4 разряда. Структура МП показана на рис. 6. В МК можно выделить группы разрядов, каждый из которых управляет определенной функцией. Адрес МК формируется хуй в соответствии с функцией управления адресом, задаваемым по входам Р (рис. 5). При выполнении программы микрокоманды с текущим адресом считываются в РМК, предназначенном для хранения текущей МК в течение времени ее выполнения.

В РВД фиксируется результат выполнения текущей МК, поступающий из ПС по шине Y. В РСП с выходов С₄, OVR, Z, F3 блока ПС заносятся признаки результатов исполнения текущей МК.

Синхронизация всех узлов микроЭВМ осуществляется блоком БС. Он

Р ис.6. Распределение и заполнение памяти микропрограммы

включает в себя два генератора одиночных импульсов, управляемых переключателями ЗАГРУЗКА (при записи) и ПУСК (при выполнении).

Для контроля за функционированием микроЭВМ МТ1804 содержит три 4-разрядных светодиодных индикатора (СИ). СИ ОЗУ МК индицирует содержимое любой ячейки памяти. Адрес индицируемой ячейки задается переключателем мультиплексора. СИ ОЗУ МК обозначен надписью ПАМЯТЬ. СИ РМК обозначен надписью МИКРОКОМАНДА. Он индицирует любое поле от 0 до 7 в зависимости от кода переключателя мультиплексора. СИ ДАННЫЕ обеспечивает индикацию результата исполнения МК в восьми различных цепях микроЭВМ. Условный номер цепи задается переключателем мультиплексора. Перечень индицируемых с помощью индикатора данных (Д) СИ Д цепей в зависимости от кода мультиплексора показан в табл. 5, а контролируемые выходы – в табл. 6.

2. Формат микрокоманды микроЭвм

Все разряды МК разбиты на 8 групп (полей) по 4 разряда с номерами от 0 до 7. Разряды микрокоманд нумеруются от 0 до 31. Формат МК МТ1804 приведен в табл. 1. Назначение полей и отдельных разрядов МК дано в табл. 2 -4. Поле 0 (Д3…Д0, разряды 3…0) задает значение константы на входе данных Д ПС, которая, в случае ее использования, может являться одним из операндов в операциях АЛУ. Сигналы А3…А0 (поле 1, разряды 7…4) подаются на входы А ПС, а В3…В0 (поле 2, разряды 11…8) - на входы В ПС и адресуют регистры общего назначения по адресу RA и RB соответственно. Разряды 12…14 задают сигналы I₃…I₅ (поле 3) и управляют операцией, выполняемой АЛУ в соответствии с табл. 2. Первый и второй операнды на входах АЛУ обозначаются R и S. В ПС происходит коммутация на шины R и S операндов Q, Д, RB, RA или 0 в соответствии с табл. 3. Сигналы на входах I₀…I₂ (поле 4) задаются разрядами 16…18 МК. В арифметических операциях ПС участвуют

4-х разрядные операнды R, S и операнд переноса С₀ (задается в 15-м разряде МК). После выполнения действия результат с выхода АЛУ можно поместить в различные приемники. Управление приемником результата обеспечивают сигналы I₆…I₈ (поле 5, разряды 20…22) в соответствии с табл. 4. В ПС возможно выполнение сдвиговых операций, вид которых задается сигналами S₁ и S₂ в 19-м и 23-м разрядах МК. Разряды 24…27 (поле 6) управляют функцией перехода БМУ, а разряды 28…31 (поле 7) указывают адрес перехода.

В процессе работы в микроЭВМ формируется последовательность тактовых импульсов (ТИ). При воздействии каждого ТИ выполняется одна МК. Передний фронт тактового импульса считывает из ОЗУ МП очередную микрокоманду по адресу, поступившему из БМУ. Этот адрес вырабатывается в предыдущем такте. Считанная МК поступает в РМК, а содержимое ее поля 7 - в БМУ. Признаки, выработанные в АЛУ в предыдущем такте, записываются в РСП. Во время действия тактового импульса вырабатывается адрес следующей МК и выполняются МО, определяемые операционной частью МК (поля 0…5). Во время спада ТИ полностью завершается выполнение МК с соответствующей загрузкой и выдачей результата. Во время паузы после тактового импульса на входе АЛУ фиксируются результат выполнения МК и его признаки, а на выходе БМУ - адрес следующей микрокоманды.

МикроЭВМ МТ1804 работает в двух режимах, которые устанавливаются переключателем ЗАГРУЗКА/РАБОТА.