Дж.Хиллбурн, П.Джулич Микро-ЭВМ и микропроцессоры (1979) (1092080), страница 43
Текст из файла (страница 43)
д х х«Ы х ход х « ««о~х о о« о о,.д о о х х ««о%; о О~М Я Я и х я «3 хх Я х« « х «о -х л ~м х м мд д х „О" Х ~"~~ а мм х о о о 3, 'я,'~ х М ~-Ф « Оо оЕо «х х х «х«х « О ХО« х ~КЯ«о ох« 3 х««д~' аХ ах ~' О о х ах х 7 $ Х«««о 3 « "„"д «Х« Х О О О и о х-" х х ы и. С> СР и 3' 3 О, о о О х О а х о О х х х а. хо хо «4 х ох а х х х о о х о х х о -.лбй Глава 7 ется в процессе прерывания для восстановления содержимого счетчика команд и ЗКС. Команды РАЗРЕШЕНИЕ ПРЕРЫВАНИЯ (Е1Х), ЗАПРЕЩЕНИЕ ПРЕРЫВАНИЯ (Р1Х) и ЗАГРУЗКА СОДЕРЖИМОГО РЕГИСТРА КОМАНД В АККУМУЛЯТОР (1.СК) также используются для обработки прерываний.
При помощи команды (.СЯ запоминается состояние линий КМ-ОЗУ и КМ-ПЗУ до начала обработки прерывания. Имеются также команды выбора области ПЗУ (1)ВО и (лВ1), посредством которых возбуждаются линии КМ-ПЗУ, и КМ-ПЗУг. Каждая из этих линий выбирает ПЗУ емкостью 4К байт, т. е.
всего можно выбрать 8К слов. Команды выбора областей 0 и 1 индексных регистров (ЬВО и ЬВ1) предназначены для выбора соответствующей области индексных регистров в процессоре. ПРОТОТНППЫП КОМПЛЕКТ Микропроцессорная система, показанная на рис. 7.7, функционирует как микро-ЭВМ при замене процессора 4004 на процессор 4040. Альтернативным решением является система, в которой используются некоторые компоненты МСЗ-40 (рис.
711). Здесь модуль 4201 — задаюгций генератор, выполненный на отдельном кристалле. Модуль 4308 — ПЗУ с масочным программированием (1024Х8 бит) и четырьмя портами ввода-вывода (16 линий), ерункционально идентичный четырем модулям 4001. Модули 4207, 4209 и 4211 используются в качестве устройств ввода-вывода общего назначения для увеличения пропускной способности по вво- . Рнс. 7.!!. Структурнан схема гнпнчноа макро-ЭВМ МСЗ-40. !С раарешеннн !пге! Согр.) Микропроцессоры и микро-ВВМ 253 евд ' Рис.
7,!х. Микро-ЭВМ, построенная с использованием стандартных компонентов памяти. (С разрегпеиия 1п1е1 Согр.) ду-выводу микропроцессора 4040. Один из этих модулей имеет такую же емкость ввода-вывода, как и модуль 4308. При минимальном комплекте (модули 4201, 4040 и 4308) система располагает 1К памяти и 16 линиями ввода-вывода, Микро-ЭВМ, в которой использованы стандартные компоненты памяти, показана на рис.
7.12. Модуль 4289 сопряжения с памятью и устройствами ввода-вывода заменяет модули 4008/4009 рис. 7.7, используемые для сопряжения с ППЗУ (1702А), ОЗУ (2102) и/или ПЗУ, и позволяет просто решить проблему расширения системы. Модуль 4316 представляет собой ПЗУ с масочным программированием емкостью 2048Х8 бит, модуль 4101 — ОЗУ статического типа емкостью 256Х4 бит, а модуль 3216/26 включает в себя 4-разрядные двунаправленные шинные передатчики. Широко используемым прототипным комплектом на базе микРопроцессора 4040 является 1п(е!1ес 4/МОР 40. Система, подобная системе 1п1еПес 4/МОР 4, описанной в предыдущем разделе, включает модули центрального процессора, ОЗУ, управления памятью и программирования ППЗУ. Емкость памяти системы составляет 254 Глава 7 320 4-разрядных слов памяти данных (модуль ОЗУ 4002) и 4К байт памяти команд (модуль 2102).
Памяти данных и команд можно расширить до 2560 слов и 12К байт соответственно. Память команд может состоять из ППЗУ, ОЗУ и/или ПЗУ. В состав стандартного программного обеспечения системы входят резидентный монитор и ассемблер [71. Для работы ассемблер загружается с перфоленты в память команд ОЗУ. К дополнительным средствам программного обеспечения относятся кросс-ассемблер и моделирующая программа на языке ФОРТРАН-1У. Системы нашли применение в национальных сетях с разделением времени (равд. 7.2). ЗАМЕЧАНИЯ В микро-ЭВМ, использующей микропроцессор 4040, технические средства и средства программного обеспечения совместимы с соответствующими средствами микро-ЭВМ на базе микропроцессора 4004.
Дополнительные команды микропроцессора 4040 позволяют выполнять логические операции И и ИЛИ, а расширенный до восьми регистров адресный стек обеспечивает до семи уровней вложения подпрограмм. Если, однако, предусматривается обслуживание прерываний, то необходимо зарезервировать один уровень для этой цели. Память команд расширена до двух областей по 4К байт, выборка из которых производится при помощи команд ПВО и РВ1. Использование подпрограмм одной области ЗУ программами, расположенными в другой области, создает трудности при разработке программного обеспечения, так как нельзя обращаться к полному объему памяти посредством адреса в 12-разрядном регистре адреса.
Должны предусматриваться специальные средства для указания соответствующей области памяти при использовании адреса возврата 111. Блок индексных регистров увеличен и поделен на две области, доступ к которым осуществляется при помощи команд ЗВО и ЗВ1. В каждой из областей имеются регистры 0 — 7, что позволяет программисту использовать один набор регистров 0 — 7 для подпрограмм, находящихся в одной области памяти команд ПЗУ. Другой набор регистров может предназначаться для подпрограмм другой области ПЗУ.
Одноуровиевые прерывания обрабатываются микропроцессором 4040. Сигнал подтверждения прерывания запрещает последующие прерывания до полного окончания обслуживания данного прерывания. Команды разрешения и запрещения прерываний используются для защиты последовательностей команд от возможных прерываний. В случае прерывания процессор передает содержимое счетчика команд в ячейку 3 страницы 0 в соответствии с Микропроцессоры и микро-ЭВМ 255 указанной в текущий момент областью ПЗУ.
По этой причине фирма !п1е1 предлагает дублировать начальную часть программы обслуживания прерываний в обеих областях памяти команд. 7.4. МИКРОПРОЦЕССОР !МР-4 ФИРМЫ й)АТ!Ой)А$. 1МР-4 — микропроцессор с микропрограммным управлением (равд. 4.4), выполненный на базе компонентов комплекта ОРС1Р [1!. Микропроцессор собран на трех ИС, реализующих функции блока регистров и АЛУ (КАШ), 4-разрядного блока сопряжения (Р1Ш) и блока управления и ПЗУ (СКОМ). Набор команд микропроцессора может быть задан путем масочного программирования СКОМ с учетом требований пользователя.
Такой подход не всегда приемлем, поэтому в комплекте 1МР-4 предусмотрен стандартный блок СКОМ, пригодный для многих применений. Ниже будет рассмотрен 1МР-4 со стандартным набором команд. АРХИТЕКТУРА, [10) Блок КАШ включает 4-разрядное АЛУ и семь 4-разрядных регистров общего назначения, а кроме того, в него входят 4-разрядный регистр состояния (переполнение, связь, перенос, общий флажок) и стек на 16 слов, В стандартном 1МР-4 три из семи регистров общего назначения используются как внутренние вспомогательные регистры, остальные четыре выполняют функции аккумулятора (АСΠ— АСЗ).
Структурная схема и схема выводов КА(!! показаны на рис. 7.13. Содержимое любого из семи регистров общего назначения (К! — К7) может быть выдано на шину А или В с целью дальнейшей обработки при помощи АЛУ. АЛУ выполняет логические операции И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и СЛОЖЕНИЕ. Схема сдвига обеспечивает сдвиг данных на один разряд влево или вправо и передачу этих данных через выводы 11 и 14. Доступ к стеку (16 слов) осуществляется через шины А и К. Когда стек заполнен, на выводе 3 появляется соответствующий сигнал (ЬТГ1 ).
Флажок связи может использоваться в операциях сдвига, а флажки переполнения и переноса устанавливаются либо сбрасываются в результате выполнения операции сложения. При помощи общего флажка можно разрешать прерывания. Операции с флажками связи, переноса и переполнения могут быть запрещены, а каждый из флажков может устанавливаться программным путем. Связь КАШ с другими компонентами системы осуществляется через мультиплексор ввода-вывода данных. СКОМ является блоком микропрограммного управления микропроцессора.
Объем памяти микропрограммы 100Х23 бит. 256 Глава 7 васев ааажаа ааааа-аааан авиа Сааа ааааааа авагасвавииа азиат иаааааиаи лаями Еа Гаам и аа аа исаи! инш а исая с мав ~тра Вааааа апааааааиас сгиа х вили Лааа ачаа Х иаги сани Х ГЛ ЮЮТ е а мт саи ЕГ Л ~ ВГВ и Ги Рис. 7.13, Структурная схема и схема выводов блока регистров н АЛУ (кА(.0). (С разрешения Канопа! оеписопдпс(ог Согр.) В типичном 1МР-4 ПЗУ программируется подстандартный набор команд и связано с выполнением микрокоманд.
Микропрограммы выполняют команды программы, которые хранятся в памяти системы. В состав микропрограмм входит подпрограмма выборки команд, посредством которой команда считывается из памяти системы и осуществляется переход к соответствующей микропрограмме, выполняющей данную команду. Структурная схема и схема выводов СКОМ показаны на рис. 7.14. Блок Р(Ы) обеспечивает сопряжение блоков Сг(ОМ и 1(АЕ(3 с внешней памятью и периферийными устройствами.
В него входят 16 флажковых триггеров, мультиплексор условий перехода (8 условий), регистр адреса, счетчик команд и шестиуровневый стек счетчика команд. Двенадцатиразрядная шина адреса и 4-разрядная двунаправленная шина данных используются для сопряжения с памятью и периферийными устройствами. Счетчик команд указывает адрес ячейки основной памяти, где хранится следующая команда, которую необходимо считать в микропроцессор. Двенадцатиразрядный счетчик команд (СК) позволяет непосредственно адресовать 4096 байт памяти.
Стек счетчика команд допускает до шести уровней вложения стандартных подпрограмм. Регистр адре- Микропроцсссоры и микро-ЗВМ 257 с а ф и :! ла 7 7 'с ~ 'с а м я ф 'я ля ля г 4 о г рбоес перссодаУ7рпаж- ков корпус с ддухрндным Расположением Выггйог Условно упргмг аг есин гао ннлн егист Схема уснгдиеперсх данные г/Л данныег/Л Уело/ое перекопа Данныеи С 7 Н/ОИР Дам/ыег/О е е/гв/ иеген насгн Еааг// НОВ ЕО/ игвег/ игв(// МВ(д/ Ф, 477 /7ЗУ команд сном сброса с» ман- Накалил а гс ы Рыбе кг ад ен / /в/575,'~— Уи (/ем/ Я",7 е еггВКК~— 71 Сгл) гдрес Г еггиаь Рмостр адреса/77У гдрес Воггра77Ш Угс Пепла РИ7 Р/ЕП а//О Р/ег гоог~~а4а г аммы РЯУЕ/аа слог по ггрограга1 Енаг Ел р/В г НОСВН гг /ОООН ахема о/виген Упоагл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
