
- •Микропроцессоры и микропроцессорные системы
- •Введение
- •1.1.Успехи интегральной технологии и предпосылки появления микропроцессоров
- •1.2.Основные схемотехнологические направления производства микропроцессоров
- •1.3.Характеристики микропроцессоров
- •1.4.Поколения микропроцессоров.
- •Машина пользователя и система команд
- •1.6.Архитектура 16-разрядного микропроцессора
- •Система команд i8086
- •Общая структура мпс
- •Структура микропроцессора и интерфейсные операции
- •1.7.1.Внутренняя структура
- •1.7.2.Командный цикл микропроцессора.
- •1.7.3.Машинные циклы и их идентификация.
- •1.7.4.Реализация микропроцессорных модулей и состав линий системного интерфейса
- •1.8.1.Внутренняя структура
- •1.8.2.Машинные циклы i8086 в минимальном и максимальном режимах
- •1.8.3.Структура микропроцессорных модулей на базе микропроцессора i8086
- •Подсистема памяти мпс
- •1.9.Распределение адресного пространства
- •1.10.Р егенерация динамической памяти
- •Подсистема ввода/вывода мпс
- •1.11.Подсистема параллельного обмена на базе буферных регистров
- •1.12.Контроллер параллельного обмена к580вв55
- •1.13.Последовательный обмен в мпс
- •1.13.1.Универсальный последовательный приемопередатчик кр580вв51
- •Подсистема прерываний мпс
- •1.14.Внутренние и внешние прерывания
- •1.15.Функции подсистемы прерываний и их реализация
- •1.16.Контроллеры прерываний
- •Подсистема прямого доступа в память мпс
- •1.17.Контроллер прямого доступа в память к580вт57
- •1.18.Высокопроизводительный 32-разрядный контроллер пдп 82380
- •1.18.1.Архитектура контроллера 82380
- •1.18.1.1.И нтерфейс с главным процессором.
- •1.18.2.Функции контроллера пдп
- •1.18.3. Программируемый контроллер прерываний
- •1.18.4. Программируемые интервальные таймеры
- •1.18.5. Контроллер регенерации динамического озу
- •1.18.6. Генератор с состоянием ожидания
- •1.18.7.Сброс центрального процессора
- •1.18.7.1.Размещение карты регистров
- •1.18.7.2.Интерфейс с микропроцессором
- •1.18.7.3.Сигналы сопряжения с микропроцессором 80386
- •1.18.8. Синхронизация шины контроллера 82380
- •1.18.8.1. Конвейеризация адресов
- •Организация мпс на базе секционированных бис
- •1.19.А рифметико-логические секции
- •1.20.Секции управления и устройства управления
- •1.20.1.Эволюция структур сфам.
- •1.20.2.Секции управления адресом микрокоманд серии к1804.
- •1.20.3.Организация управляющего автомата
- •1.21.Структура устройств обработки данных
- •1.22.Мпс с одно- и двухуровневым управлением
- •1.23. Расширение архитектуры Am2900
- •1.23.1. Базовый процессорный элемент к1804вм1
- •1.23.1.1. Организация основных блоков
- •1.23.1.2.Система инструкций
- •Однокристальные микроЭвм
- •1.24.Однокристальные микро-эвм к1816ве48/49/35
- •1.24.1.С труктура омэвм
- •1.24.2.Элементы архитектуры омэвм
- •1.24.3.Порты ввода/вывода
- •1.24.4.Система команд омэвм
- •1.24.5.Расширение ресурсов омэвм
- •1.25. Однокристальная микроЭвм к1816ве51
- •1.25.1.Семейство однокристальных эвм mcs-51
- •1.25.2.Структура микро-эвм к1816ве51
- •1.25.3.Архитектурные особенности микро-эвм
- •1.25.4.Организация внутренней памяти данных.
- •1.25.5.Машинные циклы и синхронизация микро-эвм
- •1.25.6.Внешние устройства микро-эвм
- •1.25.7.Описание последовательного порта.
- •1.25.8.Таймеры-счетчики
- •1.25.9.Подсистема прерываний
- •1.25.10.Система команд
- •Системы проектирования и отладки мпс
- •1.26.Проблемы и особенности отладки мпс
- •1.26.1. Особенности отладки мпс на разных этапах ее существования.
- •1.27.С татические отладчики
- •1.28.Логические анализаторы
- •1.29. Сигнатурные анализаторы
- •1.29.1.Идея сигнатурного анализа
- •1.29.2.Оборудование сигнатурного анализа и требования к проверяемой схеме
- •1.30. Системы проектирования мпс
- •1.30.1.Внутрисхемные эмуляторы
- •Литература
1.23.1.1. Организация основных блоков
Р
ЗУ
– однопортовая память (Рис. 10 .76) включает
накопитель на 32 16-разрядных слова,
выходной регистр данных, дешифратор
адреса и схему управления записью/чтением.
Запись осуществляется по заднему фронту
тактового сигнала С при IEN\
= 0. При работе с байтами старшая
половина слова остается неизменной.
Рис. 10.76. Блок РЗУ
Аккумулятор – 16-разрядный регистр (Рис. 10 .77), запись в который осуществляется по переднему фронту С, если в инструкции Акк определен в качестве приемника результата. При IEN\ = 1 запись не производится независимо от инструкции.
Регистр данных – «защелка» по заднему фронту DLE (Рис. 10 .78). Наличие и позволяет организовать три режима работы регистра данных:
ввод информации через шину Y(0:15) при DLE = 0 (регистр «открыт») и OEY\ = 1;
вывод информации из микропроцессора через шину Y при DLE = 1 (регистр «закрыт») и OEY\ = 0;
ввод, обработка и вывод через шину Y:
в течение первой половины такта OEY\ = 1 и DLE = 1
в течение второй половины такта OEY\ = 0 и DLE = 0.
В отличие от РЗУ и Акк в Рг.D может быть записано лишь полное 16-разрядное слово.
Арифметико-логическое устройство (Рис. 10 .79) включает мультиплексоры входов R, S и U, сдвигатель канала U, арифметико-логический блок АЛБ, приоритетный шифратор ПШ, формирователь признака нуля ФПН и выходной мультиплексор.
Рис. 10.77. Аккумулятор
Рис. 10.78. Регистр данных
двигатель
позволяет за один такт выполнить
циклический сдвиг в сторону старших
разрядов (левый) на заданное число
разрядов (от 1 до 15). При выполнении
операций с байтами осуществляется сдвиг
только восьми младших разрядов. Признаки
C, N, Z,
OVR формируются как для
слов, так и для байтов.
Рис. 10.79. Арифметико-логический
блок
а
вход ПШ поступает R&S\
(S – маска, R
– операнд). Приоритетный шифратор
формирует номер позиции старшей «1» в
формате, приведенном в Табл. 10 .22.
Табл. 10.22
1) |
Нет |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
2) |
00000 |
00001 |
00010 |
00011 |
00100 |
00101 |
00110 |
00111 |
01000 |
01001 |
01010 |
01011 |
01100 |
01101 |
01110 |
01111 |
10000 |
3) |
00000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
00001 |
00010 |
00011 |
00100 |
00101 |
00110 |
00111 |
01000 |
1) позиция старшей единицы;
2) выход ПШ при операциях со словами;
3) выход ПШ при операциях с байтами.
Б
лок
регистра состояния (Рис. 10 .80) включает
восьмиразрядный регистр состояния
Рг.С, мультиплексор загрузки младшей
тетрады и схему управления записью.
Рис. 10.80. Регистр состояния
и его связи
-
7
6
5
4
3
2
1
0
FL3
FL2
FL1
L
N
OVR
C
Z
В младшие четыре разряда могут быть записаны признаки Z, C, OVR, N или 4 младших разряда с шины Y. Источник для четырех младших разрядов Рг.С определяется выполняемой инструкцией (за исключением «NOP», «Хранение Рг.С», «Проверка состояния», «Уст. 0», «Уст. 1 старших битов Рг.С»). В старших четырех разрядах хранится бит связи L (который формируется после каждой инструкции сдвига) и три флага пользователя.
Содержимое Рг.С можно вывести на шину Y или записать в РЗУ или Акк. При выполнении записи в инструкции со словом старшие 8 бит устанавливаются в «0», при операциях с байтами содержимое Рг.С так же записывается в младшие 8 разрядов, но содержимое старшего байта регистра или Акк не меняется.
При операциях со словами в Рг.С записываются все 8 признаков, а при операциях с байтами – только 4 младших.
Блок формирования кода условий обеспечивает выработку одного из 12 возможных условий (см. табл), а мультиплексор MUX CT обеспечивает прохождение на выход СТ условия под управлением инструкции (от блока управления) или кода на входах Т(4:1)