Дж.Хиллбурн, П.Джулич Микро-ЭВМ и микропроцессоры (1979) (1092080), страница 40
Текст из файла (страница 40)
2.2). Система функционирует с процессором 4004, одним или более ПЗУ, объединенными с устройствами ввода-вывода и генератором тактовых импульсов. В нее также обычно входят одно или более ОЗУ типа 4002 и сдвиговые регистры типа 4003. Микро-ЭВМ МСЗ-4 фирмы 1п1е1, в которой использованы модули указанных устройств, представлена на рис. 7.1 [41. Ниже приводится описание каждого модуля. Модуль ЦП 4004 Блок-схема центрального процессора 4004 показана на рис.
7.2. В состав микропроцессора входят адресный стек, регистры сверхоперативной памяти, 4-разрядное АЛУ, регистр команд с дешифратором команд и схемой управления, а также схема связи с периферийными устройствами. Все эти функциональные части связаны между собой 4-разрядной шиной данных. Адресный стек представляет собой область динамической памяти емкостью 4Х12 бит, в состав которой входят 12-разрядный счетчик команд и три 12-разрядных регистра стека.
Двенадцати- разрядный счетчик команд позволяет адресовать 4К слов ПЗУ, а три регистра стека обеспечивают три уровня вложения длв подпрограмм. Адрес хранится в буфере адреса и может выдаваться на внутреннюю шину частями по четыре разряда, Формирование Микрокроцессоры и микро-ЭВМ 237 1 1 11 синк паап спмм нм- мг км-азг в ап Е с№ и зпаг-з "" попс-з о Р Ю н. сапа вопи Фп го а па№г «г оввз о с, с з Сааза С№№з а а №-з №пвг-з №о ,а а заг Е а С№иг вп№аи п№з гзо паап з км-озг, км-азз, сонг са Е змг-г зг Рз Синг паап-з и а С зс зова-г №з визг-з "I Е па№г №3 4 Е зо№з и с№№з псаг-з пп сон а зава-г З №г и№ «зз с, сп о иао км-овгз С№кк свпо со са мьпп№ О №ан№п пап вам Онимн№з №аш ооозеипо з имн' Вмизг №ооз о оаз ам№мгпа№мк в З И Внз И оз оп аа аз оп о» О№ из Рис. 7.!.
Микро-ЭВМ МСВ-4 фирмы 1п1е!, (С разрешения!п1е! Согр.) полного адреса осуществляется при помощи 4-разрядного инкрементора путем выдачи каждой составляющей адреса. Индексные регистры (регистры сверхоперативной памяти)— ото область динамической памяти емкостью 16Х4 бит.
Их можно непосредственно адресовать как шестнадцать 4-разрядных регистров для выполнения вычислений или управления. Они могут также использоваться в качестве восьми 8-разрядных регистров (восемь 4-разрядных пар) для обращения к ОЗУ и ПЗУ и хранения данных, принимаемых из ПЗУ. Четырехразрядное АЛУ суммирует данные, поступающие по внутренней шине, с содержимым аккумулятора и разрядом переноса. Полученная сумма заносится в аккумулятор и формируется разряд переноса.
Арифметические операции над числами в двоично-десятичном коде выполняются при помощи команды десятичной коррекции аккумулятора. Для выполнения операций сдвига в аккумуляторе имеются схемы сдвига. Он связан также с регистром управления команд, содержащим 3-разрядный код, используемый для выбора командной линии (КМ) ОЗУги 238 Глава 7 лв„ вввгв ат-о ки-азя гв 05« вюааюютвгв нквм ЙЬвв авг аь г»гаь «" "м)~Юввмю пз» а«гает с$м Рнс. 7.2, Структурная схема модуля ЦП 1п!е! 4004. (С раэрешення !п!е! Согр.) Регистр команд состоит из двух 4-разрядных регистров: регистра кода операции и регистра операнда.
Он загружается через внутреннюю шину и мультиплексор и хранит команду, поступившую из ПЗУ. Команды расшифровываются дешифратором команд, и с'поступлением тактовых импульсов формируются управляющие сигналы, которые затем подаются в соответствующие функциональные блоки. В схему связи с периферийными устройствами входят буфер ввода-вывода двунаправленной шины данных (Оо — Ра), синхрогенератор и схема управления подключением ПЗУ и четырех ОЗУ.
Модуль 4004 выполнен в одном корпусе с двухрядным расположением 16 выводов. Вывод «Проверка» используется при выполнении команды условного перехода (ЯСЫ) . Вывод «Сброс» служит для сброса всех регистров и триггерных схем. Остальные выводы используются для подключения двух фаз Фг и Фа генератора тактовых импульсов (ГТИ) и сигнала «Синхронизация», 1Е1икроироцеосоры и микро-ЭВМ 239 в« .в, в« Р« Ш Я Йимь~ в~ «уа««ев 4 уи«ии в„в й'.
в«««- «уг«4й гг гг вмд ) ««««. .у«, гг«« Рнс. 7.3. Структурная схема модуля ПЗУ 400!. (С разрешения 1н!е1 Согр.) Модуль ПЗУ 4001 Модуль 4001 является ПЗУ емкостью 266Х8 бит с масочным программированием, содержащим порт ввода-вывода на 4 разряда. Блок-схема этого устройства показана на рис. 7.3. Данные и адреса передаются в ЦП через 4-х разрядный буфер ввода-вывода двунаправленной шины данных (Ро — Р,). Адрес на адресный регистр и дешифратор поступает тремя частями по 4 разряда. Адрес дешифрируется для выборки и передачи 1 из 256 8-разрядных слов одного из 16 ПЗУ (общая емкость 4К байт).
Выбранное слово частями по 4 разряда поступает на внутреннюю шину и затем пересылается в ЦП. Вывод КМ используется для выбора требуемого ПЗУ. Модуль ПЗУ может также использоваться для управления вводом-выводом и передавать информацию между шиной данных и четырьмя внешними линиями ввода-вывода.
Выполняются следующие операции управления обменом данными: чтение из порта ввода-вывода ПЗУ и запись в порт ввода-вывода ПЗУ. В первом случае данные от устройств ввода-вывода поступают на внутреннюю шину, во втором — данные с внутренней шины заносятся в выходной регистр (регистр выдачи), связанный с линиями ввода- вывода. Каждую линию ввода-вывода можно использовать либо как входную, либо как выходную, что задается в процессе масочного программирования.
Модуль 4001 размещается в одном корпусе с 16 выводами, расположенными в два ряда. Вывод Сй. используется для асинхрон- 240 Глаза 7 иой установки в исходное состояние регистра выдачи, а вывод мОброс» для сброса всех триггерных схем, включая регистр выдачи.
Ф1 и Фа — выводы для подключения двухфазного генератора тактовых импульсов, а на вывод «Синхронизация» поступает сигнал от модуля 4004 в начале каждого цикла выполнения команды для синхронизации памяти. Модуль ОЗУ 4002 Модуль ОЗУ 4002 представляет собой запоминающее устройство динамического типа (рис.
7.4) емкостью 320 бит, организованное в виде четырех регистров, каждый из которых содержит 20 4-разрядных символов. Шестнадцать символов из 20 используются в качестве символов основной памяти, 4 — для хранения асодов состояния. В составе модуля имеются четыре линии для озперации вывода. Обмен данными и адресами между модулями аи — Ес ли 6, аа Я, ЯЬи ии еевича' Оиаиичии у Оиаааа О оитоиии 1 Йиаеи ииииаи аиа О Оииами ииааий и со-Ш Оаиааи» аиаеиюи оо юане фе аиииьии ииии гти гти оиии ~ Ряс.
7.4. Структурная схема модуля ОЗУ 4002. (С разрешения 1н1е! Согр.) Микроироцессоры и микро-ЭВЯ4 241 4002 и 4004 производится через буфер ввода-вывода двунаправленной шины данных (выводы Ро — Ре). К модулю 4004 можно подключать до 16 модулей ОЗУ типа 4002 общей емкостью 1280 4-разрядных символов и до 16 4-разрядных портов вывода. Адресация ОЗУ со стороны модуля 4004 осуществляется при помощи команды управления выдачей регистров (БКС), в процессе выполнения которой содержимое пары указанных индексных регистров передается в качестве адреса выбираемого символа в ОЗУ. При атом на вывод КМ по соответствующей линии КМ-ОЗУ подается сигнал, задаваемый командой назначения линии управления (1)С(.).
Обращение к ячейкам слов состояния производится при помощи команд ввода-вывода и команд работы с ОЗУ. Все связи с системой реализуются через шину данных. Четырехразрядный порт вывода (О,— Ое) позволяет выводить данные из системы. Внешний сигнал «Сброс» используется для очистки памяти и сброса всех триггерных схем, включая регистры выдачи.
Модуль 4002 размещается в корпусе с двухрядным расположением 16 выводов (применяются два варианта исполнения с металлическим корпусом). Вывод Ро используется для выбора кристалла. На выводы Ф~ и Фи поступают сигналы от внешнего задающего генератора, а на вывод иСинхронизация» — сигнал синхронизации от модуля 4004. Модуль регистра сдвига 4003 Модуль 4003 — статический 10-разрядный сдвиговый регистр (рис. 7.5) с последовательным вводом данных и параллельным (Яо — Яи) и последовательным выводами данных. Он применяется для увеличения количества подключаемых линий в схемах сопряжения с такими устройствами ввода-вывода, как клавишные пульты, дисплеи, телетайпы и АЦП. Данные загружаются последовательно и затем 10-разрядным параллельным кодом поступают на выход схемы по сигналу разрешения Е.
Наличие сигнала Е не оказывает влияния на последовательный вывод. Управление сдвигом осуществляется от генератора тактовых импульсов (вход СР). Данные и импульсы от генератора импульсов могут поступать одновременно, однако внутри схемы производится задержка тактовых импульсов во избежание возникновения состязаний. Модуль 4003 так же, как и ранее описанные модули, монтируется в корпусе с двухрядным расположением 16 выводов. цикл комднды Цикл команды микропроцессора 4004 состоит из восьми тактов задающего генератора или восьми состояний: Аь Ам Аз, Мь Мь Хь Хи и Хз (рис. 7.6).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
