Дж.Хиллбурн, П.Джулич Микро-ЭВМ и микропроцессоры (1979) (1092080), страница 42
Текст из файла (страница 42)
ОЗУ 4002 имеет нестандартный способ адресации. Прежде всего для выбора требуемого символа программа должна включать команды ПС(. и БЕС, за которыми следует команда считывания нли записи данных. Другой особенностью является то, что порты ввода-вывода физически расположены в модулях памяти. Поскольку операции ввода-вывода не'имеют отношения к ЗУ, программисту лучше всего не принимать во внимание то обстоятель- Микропроцессоры и микро-ЭВМ 247 ство, что память и каналы ввода-вывода размещены в одном кристалле 18].
Модуль 4004 не имеет возможности останова или прерываний. Однако в нем предусмотрен вывод «Проверка», используемый для выполнения условного перехода (ЗС(ц) по внешнему событию. В списке команд процессора отсутствуют логические операции И,. ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Реализация указанных функций должна производиться программными средствами. Важным преимуществом указанной микро-ЭВМ является то„ что каждый из модулей 4001, 4002, 4003 и 4004 работает от одного. источника питания с напряжением 15 В.
Фирма 1п1е! разработала большое количество вспомогательных ИС, включая двухфазный задающий генератор (4201) и схему стандартного сопряжения с памятью (4289), заменяющую комбинацию модулей 4008/4009. 7.3. МИКРОПРОЦЕССОР 4040 ФИРМЫ 1й(ТЕ$. Микропроцессор 4040 — 4-разрядное устройство параллельного действия, выполненное на основе МОП-структуры и являющееся усовершенствованным вариантом микропроцессора 4004.
В нем сохранены все функциональные возможности предшествующей модели при существенном улучшении как технических, так и программных средств 191. Система команд микропроцессора 4040 включает в себя набор команд микропроцессора 4004 и 14 дополнительных команд логической обработки, прерываний и останова. К структурным особенностям технических средств относятся наличие расширенного адресного стека и набор индексных регистров. Кроме того, для выходных буферных устройств имеются отдельные выводы электропитания, позволяющие осуществлять непосредственное сопряжение с другими типами схем. Микропроцессор 4040, подобно микропроцессору 4004, принадлежит к ЭВМ Гарвардского класса.
Он работает от двухфазного задающего генератора (максимальная частота 750 кГц) и имеет основной цикл (8 периодов задающего генератора) 10,8 мкс. АРХИТЕКТУРА Микро-ЭВМ на базе микропроцессора 4040 может быть создана путем замены ЦП 4004 (рис. 7.1) микропроцессором 4040. Структурная схема микропроцессора (рис. 7.8) включает следующие основные компоненты: адресный стек с инкрементором адреса, блок индексных регистров, АЛУ, блок регистра команд с дешифратором команд и схемой управления, блок управления остановом н прерыванием,атакжесхемы связно периферийными устройствами. Оценивая функциональные возможности процессоров двух типов, можно заметить, что ЦП 4040 имеет дополнительные функции.: останова и аппаратных прерываний. 248 'Глава 7 Во-Вг дг)гиапрадленнап шина дамма Внутр и д »ВВ Вн треники шина донны»ма Мтипиптгсор рта мультиелек- ккумулопо егистр рт т»оан »исто тмаирг г Пигмеи»команд Уровень г ДмииГпрат команд и Угори -нь маигигшы» аинлод Уровень у Флак»код триггеры Уродеиьд Уробеиь4 Уродеиьд 'П сомни гиае ко ак иа Уродгньд Урадть У Лдресный опек сии»роиигаци и уииаагониг донатас гаки ло и ааг Оа»ин Питание Уиаоами Упдиадлги Вьмод цепи переноса СУ ПРаЕ а»ансдпгдй сии».Я Гьг Сддос км-пео км-агу сспгима и-г втг прерыамае гпг гигтры сбаьлопер папами 'Рнс.
7.8. Структурная схема мнкронроцессора 4040. (С разрешения 1н)е1 Согр.) Адресный стек — зто блок памяти динамического типа емкостью 8Х12 бит, действующий по принципу стека с проталкиванием. Работа адресного стека микропроцессора 4040 идентична работе адресного стека микропроцессора 4004. В состав адресного стека входят 12-разрядные счетчик команд и семь регистров.
Стек с семью регистрами обеспечивает семь уровней вложения подпрограмм. Содержимое выбранного адресного регистра заносится в буфер адреса и выдается на внутреннюю шину тремя 4-разрядными частями. После пересылки каждой 4-разрядной составляющей адреса производится приращение содержимого буфера адреса с использованием 4-разрядной схемы анализа переноса, а результат заносится обратно в выбранный регистр адреса через буфер адреса. Индексные регистры представляют собой ОЗУ динамического типа емкостью 12Х8 бит, организованное в виде трех групп (4Х Х8 бит в каждой группе).
Регистры двух групп (регистры 0 — 7 в областях 0 и 1) выбираются индивидуально по командам 8ВО и ЬВ1, в то время как регистры третьей группы (регистры 8 — 15) всегда доступны для использования..Возможны два способа работы с регистрами двух областей. При первом способе 24 4-разрядных непосредственно адресуемых регистра используются для вы- Микроароцв««ора и ми«ро-ЭВМ 249 полнения промежуточных вычислений или управления. При втором способе 12 4-разрядных пар регистров используются либо для адресации ОЗУ, ПЗУ и портов ввода-вывода, либо для хранения данных, принимаемых нз ПЗУ. АЛУ выполняет суммирование 4-разрядных данных, поступающих с внутренней шины данных, из аккумулятора и разряда переноса.
Полученный результат заносится в аккумулятор и разряд переноса. Для выполнения операций сдвига влево и вправо в аккумуляторе предусмотрены соответствующие схемы сдвига. Аккумулятор связан с регистром команд, специальными ПЗУ, схемой анализа признаков результата и внутренней шиной данных Регистр команд содержит 3-разрядный код, используемый для выбора линии КМ-ОЗУ, что обеспечивает непосредственную адресацию 16 модулей 4002 (по 1280Х4 бнт каждый).
Четвертый разряд в регистре команд используется для подключения линий КМПЗУ с целью выбора одного из двух ПЗУ, каждый емкостью 4К при общем объеме памяти 8К байт. В специальных ПЗУ находятся команды десятичной коррекции аккумулятора (РАА) и ввода с клавишного пульта (КВР). Регистр команд микропроцессора 4040, как и регистр команд ЦП 4004, состоит из двух 4-разрядных регистров ОРР и ОРА.
Он загружается по внутренней шине данных через мультиплексор вовремя цикла выборки команды и хранит поступившую команду. Команды дешифрируются в дешифраторе команд, обеспечивая поступление управляющих сигналов в различные функциональные блоки. Выводы «Прерывание» и «Останов» предназначены для подачи сигналов, прекращающих нормальную работу процессора. Схема управления прерыванием подтверждает поступление сигнала прерывания и обеспечивает выполнение процессором команды перехода к подпрограмме ()МЯ); команда находится в ячейке 3 нулевой страницы ПЗУ. Подтверждение приема сигнала прерывания осуществляется через вывод «Подтверждение прерывания». Схема управления остановом работает аналогичным образом, принимая сигнал оста- нова и подтверждая его поступление.
Процессор выполняет команду НЕТ ОПЕРАЦИИ (ХОР) и остается в состоянии останова до снятия сигнала останова. Подтверждение приема сигнала останова осуществляется через вывод «Подтверждение оста- нова». Схемы связи с периферийными устройствами включают буфер ввода-вывода двунаправленной шины данных для связи выводов Оз — Р, с внутренней шиной, синхрогенератор, линии выбора КМПЗУ и КМ-ОЗУ и триггер сброса при включении питания. Процессор 4040 смонтирован в корпусе с двухрядным расположением 24 выводов, как показано на рис. 7.9.
250 Глава 7 Рис. 7.9. Схема выводов корпуса микропроцессора 4040. (С разрешения !п!е! Согр.) ЦИКЛ КОМАНДЫ Схема синхронизации микропроцессора 4040 схожа со схемой синхронизации микропроцессора 4004 (рис. 7.10). В равд. 7.2 описан цикл выполнения команды в процессоре 4004. В различные интервалы цикла команды содержимое шины данных микропроцессоров 4040 и 4004 идентично, за исключением состояния Хь а также состояния Хз, когда генерируется перенос (С!') при выполнении команды )х)ОР. В состоянии Х! в микропроцессоре 4040 осуществляется вывод содержимого аккумулятора, что необходимо при отладке программы, в то время как в микропроцессоре 4004 в указанном состоянии производится простое копирование данных, принятых в состоянии Мз. Особенность синхронизации микропроцессора 4040 по сравнению с микропроцессором 4004 заключается в выдаче сигналов КМ-ПЗУ и КМ-ОЗУ в состоянии М!, что относится ко всем командам с одним циклом и к первому циклу команд с двумя циклами.
Это обеспечивает идентификацию команд, адресов и данных в периферийных устройствах в состояниях М, и М,. НАБОР КОМАНД Набор команд микропроцессора 4040 включает 60 команд: 46 команд микропроцессора 4004 и 14 новых команд (приложение А). Формат команд идентичен формату команд микропроцессора 4004, К новым командам относятся команда ОСТАНОВ (НЕТ), приостанавливающая работу счетчика команд и буфера данных, а также команды ИЛИ и И. Команда ВОЗВРАТ ИЗ ПРЕРЫВАНИЯ С ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ЗКС (ВВЗ) использу- Пв Пс .Ре Пз ПвдвЮ еетеноое ПетниоЮ ПееешПннне ПтУтД нненвлоейне Е, Рл ПЕоое ГГ ПДУ-ПЗУо нду-пзу, Е,„ пот-из у, пм-пзу, иду-атуе Иlч-аУУв Снннионнзннае Еее Ее ПРоберна Ф « х «ОО 2 Ы' хм « хх х о Ом х д х «а' о х х ~о хд О О о х х~х о « Я е «Ох~" о «дд х ~ «о «хх.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
