применением вместо постоянного ЗУ ПМК программируемого либо перепрограммируемого ЗУ (РПЗУ или ППЗУ соответственно). Возможна также замена БИС ПЗУ на ПЗУ с другой микропрограммой.

К числу микропроцессорных комплектов, в которых устройства управления реализованы в виде отдельного узла с использованием ПЗУ или РПЗУ в качестве памяти микрокоманд, относятся секционные (секционируемые) МП БИС серий К583, К584 К587,

К589, К1800, КР1802, К1804, К1883.

2.3. Устройство управления с жесткой логикой

Управляющее устройство с «жесткой» логикой управления операционным блоком, то есть реализованное аппаратно, представляет собой так же как и УУ с программируемой логикой, конечный автомат. Для каждой операции, задаваемой, например, кодом операции команды на входе, строится набор комбинационных схем, которые в нужных тактах возбуждают соответствующие управляющие сигналы. Иначе говоря, строится конечный автомат, в котором необходимое множество состояний реализуется на запоминающих элементах, а функции переходов и выходов А и В реализуются с помощью комбинационных логических схем. В УУ с программируемой логикой управляющие сигналы подаются в операционный блок непосредственно с ПЗУ (рис.2.2).

Логические схемы УУ вырабатывают распределенные во времени управляющие, функциональные сигналы. В отличие от УУ с хранимой в памяти последовательностью операций у этих автоматов можно изменить логику работы только путем переделок схем автомата. Типичная структурная схема УУ с жесткой логикой показана на рис.2.3. В состав схемы входят регистр кода операции РгКОП, являющийся частью регистра команд, счетчик тактов СчТ, дешифратор тактов ДшТ и дешифратор КОП - ДшКОП, а также логические схемы ЛС образования управляющих функциональных сигналов.

На СчТ поступают сигналы от блока синхросигналов, и счетчик с каждым сигналом меняет свое состояние. Состояния счетчика представляют номера тактов, изменяющиеся от 1 до n. ДшТ формирует на i-м выходе единичный сигнал при i-м состоянии счетчика, то есть во время i-го такта.

ДшКОП вырабатывает единичный сигнал на j-м выходе, если должна исполняться j-я команда. Если на ЛС поступают две лог. «1» с ДшКОП и ДШТ, образуется управляющий сигнал.

ЛС образования управляющих сигналов для каждой команды возбуждают формирователи управляющих функциональных сигналов для выполнения требуемых в данном такте микроопераций. Принцип построения ЛС образования управляющих сигналов поясняется на рис. 2.4, где показан фрагмент ЛС, обеспечивающей выработку управляющего сигнала Vк в i-м и n-м тактах выполнения j-ой команды. В общем случае значения управляющих сигналов зависят еще и от осведомительных сигналов u, отражающих ход вычислительного процесса - признаки, слово состояния (разд.2.4) и др. Для реализации этих зависимостей элементы, представленные на рис. 2.4, берутся многовходовыми и на них заводятся показанные пунктиром требуемые сигналы логических условий. Если, например, необходимо, чтобы при выполнении j-ой команды управляющий сигнал Vк появлялся в i-м такте только при значениях осведомительных сигналов u1=0 и u3=1, а в n-м такте всегда, то на логическую схему, вырабатывающую Vк,

необходимо подать сигналы u1, и u3 .

Недостатком рассмотренных схем является одинаковое число тактов для всех команд. Это требует выравнивания числа тактов исполнения команд по наиболее «длинной» команде, что ведет к непроизводительным затратам времени. Для устранения этого недостатка ЛС строят с использованием нескольких счетчиков тактов.

2.4. Слово состояния процессора

Для нормального функционирования МПС недостаточно управляющих сигналов Vi, генерируемых управляющим устройством МП или поступающих из ОЗУ и УВВ, таких как Сброс, Синхронизация, Готовность или Ожидание, Запрос прямого доступа к памяти (ПДП) и Разрешение ПДП, Управление прерыванием, Управление шиной -Чтение, Запись и др. МПС в каждом машинном цикле должна получать более полную информацию о состоянии МП. В условиях «узкого» интерфейса, когда внешних выводов для индикации внутреннего состояния (слова состояния СС) МП недостаточно, эта задача решается с использованием мультиплексирования шины данных и представления внутреннего состояния МП на внешнем по отношению к МП регистре РгСС. Слово состояния процессора полностью описывает состояние процессора в каждый момент и указывает, какие классы операций разрешаются и какие запрещаются, а также состояние всех прерываний. Это слово содержит адрес команды, выполняемой в текущий момент, а в ряде случаев ещё и адрес слова, в котором хранится очередная подлежащая выполнению команда.

Процессор в первом такте каждого машинного цикла генерирует на шине данных слово состояния, которое содержит информацию о процессах, происходящих в МП. На рис. 2.5 приведена схема присоединения РгСС к шине данных МП. Сигнал синхронизации Синхро вырабатывается в МП в начале каждого машинного цикла и используется в качестве сигнала, идентифицирующего информацию, представленную в шине данных, как слово состояния. Слово состояния загружается во внешний регистр РгСС под воздействием сигнала Синхро. Сигналы, которые показаны на выходе в данном случае 8-разрядного РгСС используются в качестве управления периферийными устройствами МПС и ОЗУ. Если при реализации любой команды первый машинный цикл есть цикл выборки команды, то машинные циклы во время выполнения собственно команды могут следовать в достаточно произвольном порядке, что определяется кодом команды. Всего МП К580, например, имеет 10 типов машинного цикла и соответственно 10 кодов слова состояния, идентифицирующих эти циклы (рис. 2.5). Каждый разряд слова состояния заводится на соответствующие управляющие входы адаптеров или схем сопряжения с УВВ, определяя тем самым их режим функционирования в соответствии с данным текущим состоянием МП.

Таким образом, в условиях узкого интерфейса управление МПС осуществляется генерацией управляющих воздействий на двух уровнях:

1. На уровне управляющих сигналов Vi микрокоманд по шине управления ШУ собственно МП в каждом такте работы УУ ТТ.

2. На уровне команд путем генерации слова состояния в каждом машинном цикле ТЦ. Выходы РгСС и управляющие линии корпуса МП БИС образуют шину управления ШУ МПС. Для МП К580, например, 12 линий шины системного управления обеспечивают

возможность работы МПС со сложным многофункциональным периферийным оборудованием. При этом использование временного мультиплексирования ШД для вывода на внешний регистр состояния сигналов управления МПС снижает общую производительность системы.

На рис. 2.6 приведен формат слова состояния процессора микроЭВМ Электроника60. Признак (флаг, флажок) Р определяет приоритет процессора с точки зрения допустимости прерывания от внешнего устройства . Если Р=0, то сигнал прерывания принимается к обработке, то есть происходит прерывание текущей программы. При Р=1 прерывание процесса запрещено - замаскировано.