Интерфейс 8-разрядного МП
6.1 Интерфейс 8-разрядного МП
В качестве примера рассмотрим МП КР580ВМ80.
В состав интерфейса МП входят трехстабильная 16-разрядная шина адреса А15-А0, трехстабильная двунаправленная 8-разрядная шина данных D7 – D0, две линии двухфазной синхронизации φ1, φ2 и шина управления, состоящая из десяти линий, из которых четыре входных и шесть выходных.
Реализация шины управления возлагается на устройство управления УУ входящее в состав МП.
Условное графическое обозначение МП КР580ВМ80 показано на рисунке 1.
Схема выводов устройства управления УУ показана на рисунке 2.
МП имеет 40 выводов. Каждая линия управления имеет свое функциональное назначение.
RESET (сброс) – вход, по которому осуществляется сброс содержимого программного счетчика РС, в результате чего выполнение программы начинается с нулевой ячейки памяти.
SYNC (синхронизация) – выход синхросигнала, указывающего начало каждого машинного цикла.
Рекомендуемые материалы
DBIN (DATA BUS INPUT – прием с шины данных) – выход сигнала, указывающего, что шина данных находится в режиме приема, т.е. МП ожидает поступления данных по шине.
(WRITE – запись) – выход сигнала, указывающего, что на шине данных находятся данные, поступающие из МП. Сигнал используется для управления вводом-выводом или для записи данных в память (строб вывода данных).
READY (готовность) – вход сигнала, поступающего на МП от ВУ и указывающего о готовности данных к вводу, т.е., сигнал готовности периферийных модулей к обмену. Используется для синхронизации обмена между МП и внешними устройствами. При отсутствии сигнала после обращения к ВУ МП переходит в состояние ожидания.
WAIT (ожидание) – выход сигнала подтверждения что МП находится в состоянии ожидания.
INT (INTERRUPT – запрос прерывания) – входной сигнал от ВУ на прерывание работы МП и обслуживание ВУ. Запрос воспринимается в конце цикла выполнения текущей команды. Если триггер разрешения прерывания установлен, то МП переходит к выполнению программы прерывания.
INTE (INTERRUPT ENABLE – разрешение прерывания) – выходной сигнал, указывающий, что триггер разрешения прерывания установлен.
HOLD (захват шин) – вход сигнала запроса внешних адресной шины и шины данных. Запрос удовлетворяется после завершения МП текущего цикла. Если запрос удовлетворяется, то шины переводятся в состояние высокого сопротивления. Это позволяет ВУ получить управление обеими шинами, например, для ПДП.
HLDA (HOLD ACKNOWLEDGE – подтверждение захвата) – выход, сигнал на котором является признаком нахождения МП в режиме "ЗАХВАТ", т.е., МП передает управление шинами ВУ.
Команды в зависимости от типа требуют для своего выполнения от 1 до 5 машинных циклов (М1-М5). Каждый машинный цикл включает от 3 до 5 тактов (Т1-Т5).
Время, равное периоду следования синхроимпульсов называется тактом.
Цикл М1– это всегда цикл выборки команды. Длится он 4,5 тактов. Циклы М2-М5 содержат по 3 такта. Выполнение каждой команды начинается с цикла М1. Во время такта Т1 цикла М1 содержимое РС посылается на шину адреса, а на шине данных выставляется 8-разрядное слово состояния, характеризующее начинающийся машинный цикл. В такте Т2 анализируются сигналы на входах READY и HOLD. В такте Т3 цикла М1 по шине данных поступает код операции из памяти в регистр команд. В соответствии с этим кодом УУ генерирует необходимые управляющие сигналы. В тактах Т4 и Т5 в МП производятся внутренние пересылки и преобразования, поэтому МП в каждом машинном цикле переходит к тактам Т4 и Т5 только если это необходимо для выполнения текущей команды.
В последнем такте последнего машинного цикла выполнения каждой команды проверяется наличие запроса прерывания на входе INT, и если таковой имеется, то МП переходит к выполнению цикла М1 специального вида, в течение которого содержимое программного счетчика РС не увеличивается на 1, а выдается сигнал подтверждения прерывания на выход INTE. В этом случае прерывающее устройство посылает в МП адрес программы обработки прерывания.
Для эффективной работы микро-ЭВМ недостаточно описанных 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 МП на шину данных в первом такте Т1 каждого машинного цикла. В состав SW входят следующие сигналы.
D0 (INTA) – признак, выделяющий машинные циклы обслуживания системы прерываний;
D1 (WO) – запись/вывод. Свидетельствует о выдаче в цикле данных из МП;
D2 (STACK) – стек. Указывает на то, что адресная шина содержит адрес одной из ячеек ОЗУ, используемой в качестве стека;
Рекомендация для Вас - 4.5. Особенности защиты территорий.
D3 (HLTA) – признак останова по команде HALT;
D4 (OUT) – признак, указывающий на то, что адресная шина содержит адрес устройства вывода, а шина данных – выводимую информацию;
D5 (М1) – цикл М1. Обозначает первый машинный цикл каждой команды;
D6 (INP) – ввод, указывающий на то, что адресная шина содержит адрес устройства ввода, а шина данных – вводимую информацию;
D7 (MEMR) – чтение памяти. Выделяет циклы чтения данных из памяти.
Если сигналы управления используются для управления исполнением машинного цикла, то сигналы байта состояния SW кодируют тип машинного цикла. SW определяет вид информации и направление её движения через шину данных. Всего возможно 11 наборов сигналов SW, разбивающих множество машинных циклов на 11 типов. Так как информация о состоянии выдаётся из МП на шину данных в течении коротких интервалов времени, то необходимо её сохранять. Для хранения байта состояния и его дешифрации используется специальный системный контроллер, например БИС КР580ВК38.