Шпоры по микро-процессорным устройствам / Шпоры МП 16-20,31

16. Формирование системных управляющих сигналов в МП К580.

В системе действуют пять управляющих сигналов: 1)сигнал подтверждения прерывания ; 2)чтение порта ввода ; 3)чтение памяти ; 4); 5).

17. Слово состояния МП К580.

В состав интерфейса МП входят 10 линий управления, из которых 4 входных, а 6 выходных. Каждая линия управления имеет свое функциональное назначение: RESET(начальная установка), SYNC(сигнал синхронизации по машинным циклам), DBIN(строб ввода данных),WR(строб вывода данных), READY(сигнал готовности периферийных модулей к обмену), WAIT(сигнал ожидания готовности), INTE(разрешение прерывания), INT(запрос векторного прерывания), HOLD(запрос доступа к магистрали), HLDA(подтверждение доступа к магистрали). Для нормального функционирования МС недостаточно управляющих сигналов. Так, в данном наборе сигналов нельзя отличить циклы обращения к памяти от циклов ВВ. Расширение числа управляющих сигналов выполнено с помощью специального 8-разрядного слова состояния SW(Status Word), которое выдается через шину данных в первом такте Т1 каждого машинного цикла. Если сигналы управления и состояния используются в основном для управления процессом исполнения машинного цикла, то сигналы SW кодируют тип машинного цикла. Последние определяют вид информации и направление ее движения через шину данных. Согласно условию SYNC*Ф1=1 слово состояния SW фиксируется во внешнем регистре и используется для управления МС на уровне машинных циклов. В состав SW входят следующие сигналы: D0(INTA) – подтверждение прерывания; D1() – Запись/вывод; D2(STACK) – стек, сигнал активен, если выполняется обращение к стеку; D3(HLTA) – подтверждение останова; D4(OUT) - вывод; D5(М1) – цикл М1; D6(INP) – ввод ; D7(MEMR) – чтение памяти.

Всего возможно 11 наборов сигналов SW, разбивающих множество машинных циклов на 11 типов: 1)FETCH – цикл М1 приема первого байта команды в регистр команд IR; 2)MEMORY_READ – цикл чтения данных из памяти по адресу, определяемому PC, BC, DE,HL или adr16; 3)MEMORY_WRITE – цикл записи данных в память по адресу, определяемому BC, DE, HL или adr16; 4)STACK_READ – цикл чтения из стека; 5)STACK_WRITE – цикл записи в стек; 6)INPUT – цикл ввода данных из порта в аккумулятор А; 7)OUTPUT – цикл вывода данных из аккумулятора в порт; 8)INTERRUPT_M1 – первый цикл подтверждения прерывания; 9)HALT – цикл останова МП; 10)HALT_INTERRUPT – первый цикл подтверждения прерывания в состоянии HALT; 11)INTERRUPT – второй и третий циклы подтверждения прерывания.

18.Формат и система команд МП К580.

В МП применяется довольно простой формат команд, приведенный на рисунке.

а)однобайтовый формат

б)двухбайтовый

в)трехбайтовый

В мнемонике команд использованы следующие обозначения: src – 8-разрядный регистр-источник, dst - 8-разрядный регистр-приемник, data – 8-разрядный литерал, data16 – 16-разрядный литерал, addr – 16-разрядный адрес памяти, port – 8-разрядный адрес порта, n – цифра от 0 до 7.

Команды имеют длину от 1 до 3 байт. Код операции всегда размещен в первом байте команды. Второй и, если необходимо, третий байты команды отводятся под непосредственные данные, адрес порта или ячейки памяти. В командах допускается явное задание только одного адреса памяти. По этой причине систему команд МП следует отнести к классу одноадресных.

Система команд МП состоит из пяти групп: пересылки (MOV,MVI,LDAX,PUSH,POP, ...), логической обработки (ANA,ORA,CMP,RAL,RAR, …), арифметической обработки (ADD,ADC,SUB,DCR, ...), передачи управления (JMP,CALL,RET, ...), управления процессором (IN,OUT,HLT, ...). Всего в систему входит 78 базовых команд.

19.Организация ввода/вывода в МПС.

Под вводом/выводом (обменом) понимается передача данных м/у ядром МПУ, включающим в себя ЦП и основную память с одной стороны, и периферийными (внешними) с другой. Подсистема ввода/вывода – это совокупность n-разрядных портов (где n кратно 8) c одной стороны и набора команд, определяющих доступ, с другой стороны. В некоторых системах допускается объединение двух или более элементарных портов в многобайтовые. Также подсистема ввода/вывода включает в себя протокол обмена. Каждому элементарному порту поставлен в соответствие его адрес. Система ввода/вывода МС на базе МП К580 организованна в виде 256 8-разрядных портов с линейно упорядоченными адресами от 0 до 2⁸-1. В распоряжение пользователя предоставляются две команды ВВ, содержащиеся в системе команд: IN port (Aport), OUT port (portA).

Порты, входящие в систему, бывают 4 типов: 1)порт ввода, предполагает операцию чтения, ввод информации с периферийных устройств в ядро МПС; 2)порт вывода, запись; 3)порт состояния, чтение (содержит информацию о периферийных устройствах, которым этот порт принадлежит); 4)порт управления, запись (служит для ввода, управления информации от ЦП, служит для выполнения некоторых функций).

Выделяют три типа обмена: 1)Программно-управляемый обмен, т.е. обмен, выполняющийся по инициативе и упр-м ЦП. 2)Обмен в режиме прерываний. Обмен выполняется по инициативе периферийного устройства, но под управлением ЦП. 3)Обмен в режиме прямого доступа к памяти (режим ПДП). Этот обмен выполняется по инициативе и под управлением внешнего устройства, в этом режиме ЦП участие не принимает – внепроцессорный обмен (по шине) – это позволяет вести обмен с большой скоростью.

20.Программно-управляемый ввод/вывод.

Между МС и ПУ происходит обмен информацией двух типов: служебной и собственно данных. Служебная информация от МС инициирует действия, связанные с обменом данных, и передается с помощью управляющих слов CW. Служебные сообщения от ПУ, информирующие систему о его текущем состоянии, называются словами состояния SW. В отличие от них данные передаются с помощью слов данных DW. Для связи с ПУ отводится ряд портов ВВ, через которые и проходит вся информация: сигналы управления, слова состояния или непосредственно данные. С точки зрения программиста множество портов ввода/вывода образует пространство доступа к ПУ. Распространена практика последовательной передачи массива информации через один и тот же порт.

В этом виде обмена процедура обмен реализуется с помощью команд ввода/вывода, которые им. в системе команд данн. процедура IN/OUT. Он реализуется в 2-х вариантах: 1)в виде синхронного обмена; 2)в виде асинхронного обмена. Синхронный обмен выполняется заведомо готовыми к обмену устройствами. Синхронизация обмена выполняется с помощью внешней синхронизирующей частоты, к фронтам которой привязаны все команды МП – обмен безусловный.

Асинхронный обмен предполагает перед выполнением операции обмена проверку готовности устройства к обмену. Если оно готово, обмен идет. Этот обмен условный. Готовность проверяется битом (флагом) готовности.

В случае того, когда флага нет, программа идет дальше – идет пропуск обмена. Т.к. иначе будет происходить доцикливание в 1 случае, МП будет находиться в состоянии ожидания. Синхронизация обесп. взаимообусловл. состояниями приемника и источника (передатчика).

Взаимообусловленность: флаг возникает тогда, когда имеется в том необходимость.

31.Отличия МП К1821ВМ85 от МП К580.

Однокристальный МП ВМ85 является усовершенствованным 8 разрядным МП, имеющим полную архитектурную совместимость со своим предшественником КР580. С точки зрения программиста архитектура ВМ85 практически тождественна архитектуре К580. Вместе с этим в состав системы команд ВМ85 введены две новые, что связано с расширением средств обработки прерываний и последовательным ВВ: RIM(чтение маски прерываний) и SIM(установка маски прерываний). Методология построения прерываний ВМ85 подчинена архитектуре К580, однако число возможных источников прерываний на аппаратном уровне увеличено с одного до пяти. Наряду с типовым векторным запросом INTR(INT для К580) введены еще четыре, имеющие фиксированные векторы прерываний. Это означает, что при появлении соответствующего запроса управление передается на ячейку с фиксированным адресом. Все запросы, за исключением TRAP, могут быть запрещены или разрешены одновременно с помощью команд EI и DI, управляющих общим флагом разрешения прерываний IEN. Существует также возможность раздельного маскирования запросов типа RST независимо друг от друга, которое выполняется с помощью новой команды SIM. По команде SIM обеспечивается установка нового состояния маски в соответствии с содержимым аккумулятора. Текущее состояние масок прерываний может быть прочитано по команде RIM.

Высшим приоритетом обладает немаскируемый запрос, низший присвоен векторному прерыванию INTR.

Еще одно важное отличие архитектуры ВМ85 состоит в поддержке последовательной линии ВВ. В ВМ85 имеется возможность программного доступа к изолированному однобитовому пространству ВВ, реализуемого с помощью команд RIM и SIM. При исполнении данных команд наряду с чтением или установкой регистра масок производится ввод данных с линии в старший разряд аккумулятора или их вывод в обратном направлении.

Повышенная тактовая частота до 3 МГц. Один источник питания +5В. На одном кристалле ЦП, генератор и системный контроллер.