2.3 Загальна структура, та основні функції мікропроцесорів
Микропроцессор – это программно управляемое устройство осуществляющее процесс цифровой обработки информации и управление им, построенное как правило на одной или нескольких БИС. Задача управления системой возлагается на центральный процессор (ЦП), который связан с памятью и системой ввода-вывода через каналы памяти и ввода-вывода соответственно. ЦП считывает из памяти команды, которые образуют программу и декодирует их. В соответствии с результатом декодирования команд он осуществляет выборку данных из памяти портов ввода, обрабатывает их и пересылает обратно в память или порты вывода. Существует также возможность ввода-вывода данных из памяти на внешние устройства и обратно, минуя ЦП. Этот механизм называется прямым доступом к памяти (ПДП).
Команды МП КР580ИК80 (классификация по назначению).
1) команды пересылки данных.
2) Арифметические команды.
3) Логические команды (и, или, не,сравнения сдвига и дополнения).
4) команды ветвления: безусловного перехода команда (команда вызова подпрограммы), условных переходов, вызова и выхода из подпрограмм.
5) команды управления, ввода-вывода и роботы со стеком.
Архитектура типичной небольшой вычислительной системы на основе микроЭВМ показана на рис. 1. Такая микроЭВМ содержит все 5 основных блоков цифровой машины: устройство ввода информации, управляющее устройство (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ) (входящие в состав микропроцессора), запоминающие устройства (ЗУ) и устройство вывода информации.
Рис. 1. Архитектура типового микропроцессора.
Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления (ШУ). Помимо ШУ имеется 16-разрядная адресная шина (ША), которая служит для выбора определенной ячейки памяти, порта ввода или порта вывода. По 8-разрядной информационной шине или шине данных (ШД) осуществляется двунаправленная пересылка данных к микропроцессору и от микропроцессора. Важно отметить, что МП может посылать информацию в память микроЭВМ или к одному из портов вывода, а также получать информацию из памяти или от одного из портов ввода.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) в микроЭВМ содержит некоторую программу (на практике программу инициализации ЭВМ). Программы могут быть загружены в запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) и из внешнего запоминающего устройства (ВЗУ).
2.4 Режими роботи мп
у
режимі виконання осмовної програми
вхідний в КП програмний лічильник (ПЛч)
видає на шину А адресу чергової
виконуваної команди, яка зберігається
в ОЗП. Адреса заноситься в регістр
адреси, і в наступному такті часу обрана
команда видається на шину D і приймається
в регістр команд МП. Відповідні розряди
мікрокоманд надходять в ОП, а також по
лініях шини керування С в інші пристрої
систем. Якщо виконується команда
переходу то в ПЛч заноситься адреса
команди, ло якої здійснюється перехід
Ця команда потім вибирається з ОЗП у
якості наступної,
У режимі звертання до підпрограми надходить команда виклику пп, яка викликає занесення в ПЛч адреси першої команди підпрограми. Вміст ПЛч при цьому повинний зберегтися. Звичайний вміст ПЛч заноситься в стековий ЗП, Іноді стековий ЗП реалізується на регістрах з послідовним введенням-виведенням інформації, однак при цьому його обсяг обмежений числом і розрядністю регістрів. Частіше використовується реалізація стекового ЗП на базі ОЗП.
У режимі переривання МП також переходить до виконання визначеної підпрограми, але не при надходженні відповідної команди програми, а за запитом ПП. Надходження цього запиту перериває виконання програми і викликає перехід до спеціальної пп обслуговування переривання. При цьому також заноситься в стек поточний вміст ПЛч й інша необхідна інформація з регістрів МП, яка повертається на місце після виконання підпрограми.
Режим прямого доступу до пам'яті (ПДП) використовується, якщо необхідно зробити обмін значним масивом інформації між ОЗП і яким-небудь ПП, від якого надійшов запит на ПДп, У цьому випадку МП закінчує виконання чергової команди і відключається від шини D Керування системою приймає на себе контролер ПДП. По закінченні переданого масиву КПД створює сигнал включення МП, який продовжує далі виконання програми. Якщо запит на ПДП надходить одночасно то забезпечується їх почергове обслуговування відповідно до визначеного пріоритету.