8. Структурная схема к580вм80, назначение элементов
Под архитектурой МП понимают совокупность аппаратных, программных и микропрограммных средств с точки зрения свойств, предоставляемых пользователю.
В структурной схеме микропроцессора можно выделить следующие основные функциональные блоки МП:
а) арифметическо-логический блок (АЛБ); б) блок устройства управления (УУ); в) блок регистров; г) шины (магистрали).
АЛБ выполняет арифметические и логические операции под воздействием УУ. Он включает в себя восьмиразрядное арифметическо-логическое устройство (АЛУ), регистр-аккумулятор А, регистр временного хранения операнда Т, регистр признаков (флагов) FL.
Аккумулятор А - это один из регистров МП, в котором подготавливается один из операндов, а затем записывается результат операции.
Флаговый регистр FL служит для фиксации возникновения различных ситуаций при выполнении операций в АЛУ. S (sign) - признак знака (‘0’- результат больше 0; ‘1’- результат меньше 0);
Z (zero) - признак нуля (‘0’- результат не равен 0; ‘1’- результат равен 0);
АC (auxiliary carry) - признак вспомогательного переноса
(АС=1, если есть перенос между тетрадами в байте из b3 в b4);
P (parity) - признак четности (Р=1, если число единиц в байте четное);
CY (carry) - признак переноса (CY=1, если при сложении возникает перенос из старшего бита или заем при вычитании).
Устройство управления (УУ) состоит из регистра команд (РК), дешифратора команд и управляющего автомата. Регистр команд хранит код выполняемой операции. Управляющий автомат в соответствии с кодом операции и тактовыми синхросигналами Ф1, Ф2 формирует последовательность управляющих сигналов для всех элементов МП.
Блок регистров содержит:
а) шесть восьмиразрядных регистров общего назначения (РОН) B,C,D,E,H,L, которые используются для хранения байта информации, а при необходимости могут объединяться парами B-C, D-E, H-L для хранения 16-разрядных двоичных кодов (адресов);
б) два 16-разрядных регистра SP и PC;
SP (stack pointer) - указатель стека (УС), содержит адрес вершины стека в оперативной памяти;
PC (program counter) - программный счетчик или счетчик команд (СК), указывает адрес ячейки памяти, которая будет прочитана следующей. При считывании адреса содержимое счетчика автоматически увеличивается на единицу. При нарушении линейного хода программы (ветвлении) перед чтением адреса содержимое счетчика стирается и заносится новый адрес;
в) регистры временного хранения W,Z,T недоступны программисту, используются микропроцессором в операциях.
Шины (магистрали) - это группа линий связи (проводников).
Число проводников определяет разрядность передаваемой по шине информации.
Внешние шины данных и адресов отделены от внутренних магистралей буферными регистрами с Z-состоянием, что позволяет отключать МП от внешних шин.
7. Уго к580вм80, назначение выводов
Микропроцессор (МП) КР580ВМ80 представляет собой 8-разрядный процессорный элемент с фиксированным набором команд в пластмассовом DIP-корпусе (тип 2), выполненный по n-МОП технологии и совместимый по уровням напряжения входных и выходных сигналов со схемами ТТЛ.
Основные характеристики:
- тактовая частота - 0.5 - 2.5 МГц;
- потребляемая мощность - 1.25 Вт;
- диапазон рабочих температур - -10 ... +70 С;
- нагрузочная способность - один ТТЛ вход I0вых 1.8 мА;
I1вых
0.1 мА.
НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ:
А0-А15-выходы с тремя состояния-ми, 16-разрядная адресная шина;
D0 - D7 - входы-выходы ,
двунаправленная 8-разрядная шина данных с тремя состояниями;
Ф1, Ф2 - входы тактовых импуль-сов, (12 В) ,задают длительность машинного такта;
SYNC -(СИНХР) выход сигнала синхронизации, указывает начало каждого машинного цикла, выставляется во время первого машинного такта;
RESET - СБРОС, установка МП в начальное состояние, счетчик команд устанавливается в 0, триггеры разрешения прерывания и захвата шин сбрасываются;
WR -(Write) ЗАПИСЬ, выход, указывает на выдачу байта информации по шине данных из МП для записи в память или устройство ввода-вывода;
DBIN -(Data Bus INput) ЧТЕНИЕ , выход, указывает на чтение (прием) байта информации по шине данных в МП из памяти или устройства ввода;
READY -ГОТОВ, вход сигнала готовности внешних устройств для приема или выдачи информации по шине данных, служит для синхронизации работы МП с памятью и УВВ (особенно медленными);
WAIT -выход сигнала ОЖИДАНИЕ, указывает на состояние ожидания микропроцессором сигнала ГОТОВ от внешнего устройства;
INT -З.ПР., вход сигнала INTerrupt -"Запрос на ПРерывание" от внешних устройств;
INTE -Р.ПР., выход сигнала INTerrupt Enable-"Разрешение прерывания";
HOLD -ЗХВ, вход сигнала запроса на "ЗаХВат шин" для организации режима прямого доступа к памяти (ПДП);
HLDA -П.ЗХВ., выход сигнала "Подтверждения (разрешения) ЗаХВата" шин для ПДП, МП приостанавливается и отключается от шин адреса и данных (переходит в Z-состояние).
Синхронизация работы МП осуществляется с помощью Ф1 и Ф2 (не ТТЛ: лог. 0 - -0,3…+0,8 В, лог. 1 - +10…+12 В). Время перехода с одного уровня на другой не более 20…30 нс, частота не более 2,5 МГц.
Для обеспечения заданной формы синхросигнала МП комплект содержит микросхему тактового генератора КР580ГФ24. Эта МС содержит генератор синусоидальных сигналов, стабилизируемый кварцевым резонатором ZQ, счетчик делитель опорной частоты на 9, выходные формирователи, вспомогательные логические схемы и триггеры для формирования и синхронизации внешних сигналов RESET и READY.
Частота тактовых импульсов Ф1, Ф2, Ф2Т равна 1/9 частоты кварцевого резонатора.
TANK – для подключения резонансного LC контура для обеспечения работы на высших гармониках.
SYNC – синхросигнал начала машинного цикла.
RDYIN – асинхронный вход готовности к обмену от внешнего устройства.
(не)RESIN – асинхронный вход сброса.
OCS – выходной синусоидальный сигнал с частотой кварца.
Ф2Т – тактовый сигнал Ф2, но ТТЛ уровня.
READY – сигнал готовности синхронизируемый по фронту Ф2.
RESET – сигнал сброса синхронизируется по фронту Ф2.
(не)STSTB – строп слово состояние процессора.