Дж.Хиллбурн, П.Джулич Микро-ЭВМ и микропроцессоры (1979) (1092080), страница 48
Текст из файла (страница 48)
7.1), тогда как дешифратор фазы выдает данные о фазе генератора тактовых импульсов. Под- Миироироцессорм и микро-ЭВМ 235 робное рассмотрение схем микро-ЭВМ на базе микропроцессора 3008 и назначения сигналов синхронизации можно найти в работе 1181. ПРОТОТИПНЫА КОМПЛЕКТ Широкое применение для создания микропроцессорных систем получил набор МСЯ-8 фирмы 1п1е1, включающий большое число разнообразных модулей, из которых чаще всего используются модули ЦП, ввода-вывода, вывода, ОЗУ и ППЗУ.
Модуль ЦП включает все схемные узлы, показанные на рис. 7.29, за исключением блока памяти и каналов ввода-вывода. Модуль ввода-вывода, содержащий четыре 8-разрядных отдельно адресуемых порта, обеспечивает ввод-вывод системы. Два порта — входной и выходной — используются для сопряжения и управления телетайпом. Основной частью схемы связи с телетайпом $ й й в я 'Ф Рнс. 7.80. Структурная схема микро-ЭВМ 8/МОР 8. (С раареанення 1п1е! Согр.1 286 Глава 7 является универсальный асинхронный приемопередатчик, о котором шла речь в разд. 6.6. Модуль вывода имеет восемь 8-разрядных отдельно адресуемых портов вывода, совместимых с логическими Т77=схемами. Модуль ОЗУ представляет собой 4К-байтовую память, изготовленную по п-канальной МОП-технологии, и включает 32 1024-разрядных статических элемента типа 2102.
Модуль ППЗУ состоит из 16 ППЗУ типа 1702А. Для удовлетворения требований к объему памяти можно использовать ПЗУ типа 1302 с масочным программированием. Прототипным комплектом на модулях, о которых упомянуто выше, является 1п1е1!ес 8/МОР 8 (рис. 7.30). Кроме рассмотренных модулей, в системе используются пульт управления и модуль программирования ППЗУ 1702А, а также 8К-байтовый модуль ОЗУ и набор средств стандартного программного обеспечения. Стандартное программное обеспечение включает резидентную программу-монитор, трехпроходной ассемблер и программу-редактор [19 — 201. Ассемблер и редактор могут вводиться с перфоленты при помощи телетайпа АЗК 33.
Кроме стандартного программного обеспечения, имеются компилятор Р1/М, кросс-ассемблер и моделирующая программа на языке ФОРТРАН-1Ъ' (они входят в состав национальных систем с разделением времени) [2Ц. Многие фирмы-изготовители поставляют микро-ЭВМ, выполненные на основе микропроцессоров 1п1е1 8008/8008-1, вместе с дополнительным набором технических и программных средств. ЗАМЕЧАНИЯ При решении вопроса об использовании микро-ЭВМ, созданной на базе микропроцессора 8008!8008-1, необходимо иметь в виду следующее. Микропроцессор 8008 работает от генератора асимметричных двухфазных тактовых импульсов с частотой 500 кГц, тогда как для работы микропроцессора 8008-1 требуется генератор симметричных двухфазных тактовых импульсов с частотой 800 кГц.
В связи с этим микропроцессор 8008-1 используют даже в тех случаях, когда дополнительное быстродействие не дает никаких преимуществ [1). Микропроцессор не имеет команд с прямой адресацией, так как для обращения к основной памяти необходимо использовать два его регистра (Н и 7 ). При выборке операнда из памяти в эти регистры загружается нужный адрес. Таким образом, для обращения к произвольным образом расположенным в памяти данным требуются по меньшей мере три команды. Кроме того, некоторые операции, такие, как пересылка данных с одного места памяти в другое, несколько громоздки.
Микропроцсссоры и микро-ЭВМ 287 Некоторые трудности возникают при реализации прерываний. Когда происходит прерывание, процессор запрещает увеличение содержимого счетчика команд, подтверждает получение сигнала прерывания и продолжает выполнение цикла выборки команды. Внешние технические средства выдают на шину данных команду (обычно повторного запуска), которая отсылает содержимое счетчика команд в стек и осуществляет переход к подпрограмме обработки прерывания.
После окончания обработки прерывания по команде ВОЗВРАТ производятся выборка адреса из стека и восстановление счетчика команд. Для продолжения выполнения программы с места, непосредственно предшествующего прерыванию, следует восстановить содержимое всех регистров и разрядов состояния. Так как регистры Н и Т. используются для адресации памяти во время прерывания, программисту необходимо зарезервировать два регистра общего назначения как регистры прерывания. Это уменьшает число доступных регистров с 7 до 5. И наконец, использование в процессоре одной 8-разрядной шины делает необходимым использование вспомогательных аппаратных средств. Замена всех этих компонентов одной ИС привела бы к значительному расширению возможностей применения микропроцессора.
7.7. МИКРОПРОЦЕССОР 8080 ФИРМЫ 1г)ТЕ$. Микропроцессор 8080 — 8-разрядный монолитный микропроцессор второго поколения, изготавливаемый по п-канальной МОП- технологии, — представляет собой усовершенствованную модель микропроцессора 1п1е1 8008 122]. В число улучшений входят 30 дополнительных команд, десятикратное увеличение быстродействия (при времени основного цикла 2 мкс), наличие отдельных шин адреса 'и данных. Ббльшая часть внешних логических схем предыдущей модели включена непосредственно в микропроцессор 8080, а все основные сигналы сопряжения поданы на обозначенные выводы процессора.
Хотя архитектура микропроцессоров 8080 и 8008 значительно отличается, их программная совместимость обеспечивает возможность развития программного обеспечения более ранней модели для использования в более поздней модифицированной модели. АРХИТЕКТУРА Четыре функциональных блока микропроцессора 8080 (рис. 7.31) включают матрицу регистров и логические схемы адресации, АЛУ, регистр команд и схемы управления, буфер шины данных [231.
288 Глава 7 "яРне. 7.3!. Структурная схема микропроцессора 8080. (С разрешения 1п!е! Согр.) Ниже рассматриваются структура и назначение каждого блока. 1. Матрица регистров и схемы адресации Матрица регистров представляет собой статическое ОЗУ, состоящее из шести 16-разрядных регистров.
а) Счетчик команд. 16-разрядный счетчик команд предназначен для хранения адреса текущей команды выполняемой программы; после выборки любой команды происходит увеличение хранимого адреса на единицу. б) Указатель стека. Шестнадцатиразрядный указатель стека содержит адрес очередного уровня стека в памяти. Содержимое указателя стека уменьшается на единицу при поступлении данных в стек, а при выборке из стека соответственно увеличивается.
микроирочсссоры и микро-ЗВм 289 Указатель стека может использовать любую область памяти ОЗУ, что обеспечивает практически неограниченную возможность вложения подпрограмм. в) Пары регистров. Пары регистров  — С, Р— Е и Н вЂ” Ь являются шестью 8-разрядными регистрами сверхоперативноч памяти, которые можно использовать как шесть одинарных 8-разрядных регистров или как три пары 16-разрядных регистров.
Пара регистров временного хранения Ю' — Л предназначена для внутренних команд и не находится в распоряжении программиста. Шестнадцатиразрядный фиксатор адреса, загружаемый данными любой из трех пар регистров сверхоперативной памяти, обеспечивает прямую адресацию памяти объемом 65К байт через буферы адреса (Ао — Ам). Из фиксатора адреса данные поступают в инкрементор/декрементор, который передает их в матрицу регистров. Во время передачи может происходить увеличение или уменьшение адреса. Мультиплексная передача байтов данных осуществляется между внутренней шиной и матрицей регистров.
Допускается передача 16-разрядных слов между матрицей регистров и фиксатором адреса или инкрементором(декрементором. 2. АЛУ АЛУ предназначено для выполнения арифметических и логических операций, а также операций циклического сдвига. При реализации операций с АЛУ используются аккумулятор, временный регистр аккумулятора, 8-разрядный регистр временного хранения и 5-разрядный регистр флажков (нуль, перенос, знак, четность и дополнительный перенос). Десятичная коррекция содержимого аккумулятора производится при помощи команды РАА, использующей дополнительный перенос.
Регистр флажков обеспечивает возможность переходов в программе (равд. 4.4). С включением аккумулятора в блок АЛУ отпала необходимость в использовании внутренней шины для передачи данных между сверхоперативной памятью и АЛУ во время выполнения арифметических и логических операций.
Это является существенным достоинством данной модели, так как в 'модели 8008 для реализации таких передач требовалось управление внутренней шиной. 8. БлОк регистра команд и управления Регистр команд представляет собой 8-разрядный регистр„ предназначенный для передачи данных от внутренней шины к дешифратору команд и схемам управления. Выходные сигналы дешифратора команд и сигналы управления от внешних устройств подаются на схему синхронизации и управления состоянием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
