5.6. Поняття шин (bus) мікропроцесора

Термін шина вперше введений в електротехніці для позначення

розгалуження електричної мережі ( наприклад, 220В), до якої достатньо

просто отримати доступ.

Комп’ютерна шина – це сукупність каналів, ліній передачі інформативних сигналів, сгрупованих за їх призначенням.

Шина адреси – це сукупність сигналів, по яким надходять сигнали, що визначають адресу даних. Адреса даних – це це свого роду координата, по якій зберігаються і можуть бути визвані для обробки дані.

Шина керування – це комплекс службових сигналів, призначених для керування процесом передавання або обробки інформації.

Шина даних - це канали конкретної інформації, що призначена для обробки чи зберігання.

а) б)

Рис.5.1. а) однонаправлена та б) двонаправлена 8-ми розрядні шини.

Ш ина складається із дротів, кожен з яких передає відповідний біт інформації або біт регістра. Наприклад, два 8-бітових регістри з’єднуються шиною, про яку говорять, що її ширина дорівнює 8, а напрямок передачі інформації зображується на функціональних схемах стрілкою (рис.5.1). В дійсності шини, які з’єднують регістри, мають ще декілька допоміжних дротів, які використовуються для сигналів синхронізації та керування.

В залежності від того, які електронні схеми мікропроцесора з’єднуються шинами, шини можуть бути однонаправленими чи двонаправленими. Останні передають інформацію як прямому, так і в зворотньому напрямку і реалізуються, так званими, шинними драйверами.

5.7. Арифметично – логічний пристрій мікропроцесора

Арифметично-логічний пристрій (АЛП) призначений для обробки цифрової інформації в МП. Спрощена функціональна структура АЛП для обробки двох 4-х розрядних операндів приведена на рис.5.2. Як правило АЛП складається із двійково-

Рис.5.2 го суматора, регістра зсуву, схем швидкого

перено та регістрів тимчасового зберігання операндів.

АЛП вміщує дві вхідні (А та В) і одну вихідну (F) 4-х розрядні шини. Вміщує також шину керуючих сигналів на вході АЛП: М та S0 – S3. Виконання необхідної операції над вхідною інформацією, яка розміщується на вхідних шинах забезпечується в АЛП в відповідності з кодом (комбінацією) керуючих сигналів, які надходять на керуючі входи S0...S3, M i з урахуванням сигналу перенесення на вході Ci АЛП. Результат обробки появляється на вихідній шині F0…F3. АЛП апаратно виконує за командами пристою керування (ПКВО) найпростіші арифметичні та логічні операції над даними: складання, віднімання, пересилка, зсув, логічне складання (ИЛИ), логічне множення (И) та інші. Як приклад, приведемо декілька операцій:

Вибір функцій | М=1(логічні | М=0 (арифметичні операції)

S0 S1 S2 S3 | операції) | перенос Ci=0 | перенос Ci=1

0 0 0 0 F = Ā F = A F = A + 1

0 0 1 1 F = 0 F = -1 F = 0

0 1 1 0 F= A ♀ B F = A – B –1 F = A - B

1 0 0 0 F = Ā ˇ B F = A +(А ^ B) F = A +(А ^ B) + 1

1 1 0 0 F = 1 F = A +A*(зсув вліво на 1) F = A + A* +1

1 1 1 1 F = A F = A – 1 F = F

♀ - символ нерівнозначності ; ^ - операція кон”юнкції (логічного множення)