10. Структура мпс на базе к580вм80, организация шин

О бмен информацией между МП и внешними устройствами организуется с помощью 3-х магистралей: МА, МД, и МУ. Из-за низкой нагрузочной способности 1 ТТЛ вход (I0max  1.9 мА), Снmax = 100пФ, а также из-за ограниченного количества выводов МП для организации связи требуются дополнительные микросхемы.

1. Для увеличения нагрузочной способности:

МА и МД используются буферные схемы. В простейшем случае для МА (однонаправленная) можно использовать 2 инвертора.

М Д является двунаправленной: МП  ВУ и МП  ВУ, кроме того надо иметь возможность откл. МП от системной ШД, такую возможность предоставляют шинные формирователи: К589АП16(26) – 4-х разрядные ШФ или К580ВА86(87) – 8 разрядные ШФ.

С труктура К580ВА86:

Т аблица.

ОЕ (инв)	Т	D1	D2	Состояние
1	*	Z	Z	Z- сост.
0	0	Z	Вкл	Ai  Bi
0	1	Вкл	Z	Ai  Bi

ОЕ(инв) – разрешение по вых (активный уровень: “0”),

Т – направление передачи.

2. Для управления работой памяти и ВУ необходимо формировать дополнительные управляющие сигналы:

(чтение памяти)

(запись в память).

Для управления портами: (чтение порта) (запись в порт).

Для управления контроллером прерываний: (чтение вектора прерывания).

Все эти сигналы можно сформировать из отдельных ИМС (на одной схеме), но удобнее использовать ИМС системного контроллера К580ВК28, который содержит 8р ШФ, регистр слова состояния, логическую схему для формирования сигналов: MEMR(инв), MEMW(инв), IOR(инв), IOW(инв), INTA(инв).

“ 0” – работа; “1” – ШД в Z – состоянии.

9 Программная модель мп кр580вм80а имеет вид:

Указатель стека SP хранит адрес вершины стека в ОЗУ МП. Стек - это специально отведенная область памяти для безадресной последовательной записи и считывания данных. Данные хранятся в виде вертикальной стопы, доступ к элементам которой возможен только через вершину стопы (стека). Таким образом реализуется алгоритм записи-чтения “последним пришел - первым вышел” (LIFO- Last In First Out). При операциях со стеком в командах не требуется указывать адрес, он автоматически читается из указателя стека. Под стек выделяется определенная область ОЗУ , которая задается программистом. В начале программы следует инициализировать указатель стека, загрузив в него адрес нижней границы стека. В дальнейшем содержимое стека изменяется с помощью команд:

PUSH RP - втолкнуть (записать) в стек из регистровой пары,

POP RP - вытолкнуть из стека в регистровую пару.

Внимание: 1) в МП КР580 стек растет в сторону младших адресов; При записи в стек байта содержимое SP уменьшается на 1 (стопа растет), при чтении - SP увеличивается на 1 (стопа уменьшается).

2) МП КР580 не имеет аппаратных средств контроля выхода за границы стека, поэтому возможно переполнение стека - выход за верхнюю границу стека, и антипереполнение - выход за нижнюю границу, если прочитаем из стека больше, чем записали.

Регистр флагов FL - использует только 5 бит из 8 и показывает признаки знака S, нуля Z, четности P и переносов CY и AC (описан ранее).

Регистр флагов и аккумулятор объединяются в регистровую пару, содержащую слово состояния процессора PSW (Processor Status Word).

Память представляет собой внешний по отношению к МП набор регистров на одно машинное слово (КР580 имеет 8-битное слово - 1 байт).

Объем памяти или число доступных программисту ячеек памяти определяется разрядностью шины адреса . При 16-разрядной ША можем непосредственно адресовать 2¹⁶ = 64 КБайт, что и составляет адресное пространство МП КР580.

Все адресное пространство делится между ПЗУ и ОЗУ, часть адресов закрепляется за регистрами, через которые МП передает и получает информацию от внешних устройств.

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство (ROM - Read Only Memory - память только для чтения). Информация заносится вне ЭВМ и сохраняется при отключении питания (энергонезависимость), МП может только читать содержимое этой памяти. Используется для хранения системных программ, BIOS, постоянных данных.

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство (RAM - Random Access Memory - память с произвольным доступом).

В первых 64 ячейках памяти (с адресами 0000 - 003F) размещаются подпрограммы обработки прерываний по командам RST0 - RST7.

Адресация устройств ввода-вывода возможна двумя способами:

1) раздельная, вне адресного пространства памяти с помощью команд ввода IN data8 и вывода OUT data8. Однобайтный адрес data8 позволяет адресовать до 2⁸ = 256 устройств ввода и до 256 устройств вывода (каждое устройство может занимать несколько адресов);

2) совмещенная, когда устройствам ввода-вывода присваиваются адреса внутри общего адресного пространства памяти. Тогда обращение к этим внешним устройствам происходит как к обычным ячейкам памяти.