Дж.Хиллбурн, П.Джулич Микро-ЭВМ и микропроцессоры (1979) (1092080), страница 50
Текст из файла (страница 50)
По шине управления передаются также сигналы прерывания, управления прямым доступом к памяти и информация о состоянии процессора. ПРОТОТИПНЪ|П КОМПЛЕКТ Широкое применение для создания систем получил набор МСЯ-80 фирмы 1п1е1 1281 на базе микропроцессора 8080, который является как бы улучшенным набором МС5-8. Набор технических средств МСБ-80 в основном тот же, что и в предшествующей модели: модули ЦП, ввода-вывода, вывода, ОЗУ и ППЗУ. Все мо'- милролроцессорм и микро-ЗВМ 297 дули набора МСБ-80, за исключением модуля ЦП, по конструктивному выполнению аналогичны модулям набора МС5-8, которые были рассмотрены в равд. 7.6.
В дополнение к указанным выше модулям фирма 1п!е1 поставляет много других внешних устройств. Другим прототипиым комплектом серии МСЬ-80 является 1п!е! 8/МОО 80 [241, в котором лучшие технические характеристики по сравнению с предшествующим МОР 8, обеспечиваются за счет новых свойств микропроцессора 8080. Используется также набор 1п!е!!ес МРЬ, который состоит из двух систем: основного комплекта разработки, аналогичного 1п!е1!ес 8, и специального схемного эмулятора. Эмулятор выполняет функции программирования, эмуляции и диагностики для конкретного класса микро-ЭВМ.
Стандартное программное обеспечение идентично программным средствам МОР 8 и включает резидентную программу — монитор, трехпроходной ассемблер и редактор. Ассемблер и редактор могут вводиться с перфоленты при помощи телетайпа АВК 33. Кроме стандартного программного обеспечения, имеются компилятор Р1./М, кросс-ассемблер и моделирующая программа на языке ФОРТРАН-1У (входят в состав национальных систем с разделением времени).
Микро-ЭВМ на базе микропроцессора 8080 поставляются многими фирмами-изготовителями вместе с дополнительными техническими и программными средствами. ЗАМЕЧАНИЯ Микропроцессор 8080 спроектирован таким образом, что микро-ЭВМ, созданные на его основе, программно совместимы с системами на базе микропроцессора 8008.
Однако ввиду того, что процедуры обращения к подпрограмме и ввода-вывода микропро. цессора 8080 в значительной степени отличаются от соответствующих процедур микропроцессора 8008, программы для модели 8008 часто приходится переписывать с самого начала [26!. Все зависит от конкретной программы. Основной машинный цикл микропроцессора 8080 составляет 2 мкс, в то время как машинный цикл микропроцессора модели 8008-1 равен 12,5 мкс. В набор команд микропроцессора 8080 включено 30 новых команд, образующих целый класс команд с обращением к памяти, причем.
для ее адресации можно использовать любую из трех пар регистров. Влагодаря новым командам часто понижаются требования к объему памяти, который обычно составляет 70 — 95% объема памяти, необходимого для системы на базе микропроцессора 8008. Стек размещен в ОЗУ и определяется лишь объемом памяти, что обеспечивает практически неограниченное вложение подпрограмм. Кроме того, имеются команды, позволяющие сохранять в стеке содержимое разрядов состояния и пар регистров, что необходимо для обработки прерываний. 298 Гйааа 7 Корпус микропроцессора 8080 имеет 40 выводов, которые расположены в два ряда. Шины адреса и данных имеют трехстабильные выходы, что обеспечивает непосредственный доступ к памяти со стороны внешних устройств, когда процессор находится в состоянии «Блокировка».
В результате использования раздельных шин адреса и данных для микро-ЭВМ требуются только шесть ТТТ:модулей. Недостатком микропроцессора 8080 является то, что для его работы необходимо использовать три источника питания. 7.8. МИКРОПРОЦЕССОР 6800 ФИРМЫ МОТОРОЛА Микропроцессор 6800 является 8-разрядным монолитным микропроцессором, выполненным по и-канальной МОП-технологии [27 — 301. Микропроцессор работает с семейством совместимых устройств, в том числе с программируемыми интерфейсами. Для питания всех устройств используется один источник питания напряжением 5 В.
Каждое из устройств семейства 6800 может быть непосредственно подключено к шинам адреса и данныхмикропроцессора. Шины допускают подключение нагрузки одного модуля ТТТ и нескольких элементов семейства 6800 без использования буфера. Для генератора двухфазных тактовых импульсов (максимальная частота 1 МГц) требуется внешнее питание. АРХИТЕКТУРА Структурная схема микропроцессора показана на рис. 7.36. Пересылка данных между ЦП и другими компонентами осуществляется по 8-разрядной шине данных (разряды г)0 — О7).
Для передачи адреса используется 16-разрядиая шина адреса (разряды АΠ— А15). Обе шины подключены к ЦП через трехстабильное устройство для обеспечения возможности выполнения операций с прямым доступом к памяти. В микропроцессоре адреса памяти и внешних устройств не различаются. Поэтому некоторые из 65К адресов должны быть зарезервированы как адреса внешних устройств.
В состав микропроцессора 6800 входят АЛУ, 16-разрядные счетчик команд, указатель стека, индексный или общий регистр, два 8-разрядных аккумулятора и регистр признака результата. Указатель стека позволяет организовать стек в любом месте памяти, его размер ограничивается практически только объемом памяти. Индексный регистр может использоваться для хранения данных или 16-разрядного адреса памяти при адресации с индексным регистром. Ф ч~ ч~ ь о о ь И х о ъ4 А; ь ь О :С » О о о ж Р чЙ ч сь ч' ьь 'ч Ф Э ць ч" ььл съь ь„, ь, .ььь ьь ь- 1 'Ф 'ь в в ь' ьььььььь ьь .ььЙ,3$ ь ,ь ,ььК ь ь ь.
4ъ о И 'ь О Р, о о д о И о о Е Ж Ф ь о ь Ю о О ь о О. М х й 3)0 Глава 7 Регистр признака результата предназначен для хранения кодов признака результата операции АЛУ: отрицательный результат (Ф), нуль (Л), переполнение (У), перенос из седьмого разряда (С), полуперенос из третьего разряда (Н). Значения этих разрядов используются в командах условного перехода. АЛУ предназначено для реализации арифметических и логических операций, включая операции И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕ, СРАВНЕНИЕ, СЛОЖЕНИЕ, ВЫЧИТАНИЕ, КОРРЕКЦИЯ ДЕСЯТИЧНАЯ, которые позволяет выполнять двоично-десятичная арифметика.
Архитектура микропроцессора обеспечивает прямой доступ к памяти при передаче блоками или при работе с пропуском цикла. При подаче на вывод «Останов» низкого уровня сигнала машина прекращает всякие действия после окончания выполнения текущей команды. В состоянии «Останов» шины переключаются таким образом, что обеспечивается внешняя передача адреса и/или данных в память. Вывод управления тремя состояниями может использоваться для обеспечения ПДП в случае пропуска цикла. Если на вывод подается высокий уровень, адресная шина и линия чтения/записи, , которая управляет направлением пересылки данных по шине, через 500 нс переключаются в состояние с высоким сопротивлением. Управляющий сигнал не оказывает влияния на шину данных, н на ней остается разрешающий потенциал.
Такой подход к проблеме обеспечивает быстрое выполнение запроса на прямой доступ к памяти. Хотя внутренняя память микропроцессора и является динамической, однако во избежание потери данных высокий уровень на выводе управления тремя состояниями не может действовать больше 5 мкс. Запросы на прерывание поступают в ЦП по выводу «Запрос на прерывание». Запрос удовлетворяется по окончании выполнения текущей команды (если в разряд прерывания по маске регистра признака результата не занесена 1); при этом осуществляется пересылка в стек содержимого индексного регистра, аккумуляторов, регистра признака результата и счетчика команд. Для запрещения последующих прерываний в разряд прерывания по маске заносится 1, а управление выполнением программы передается по адресу, указанному в ячейках памяти РРР8 и РРР9.
Адрес, содержащийся в этих ячейках, является начальным адресом программы обработки пверывания. ТАКТИРОВАНИЕ В микропроцессоре все команды выполняются по циклам Каждый цикл состоит из одного периода тактовых импульсов Ф, н Фь При тактовой частоте 1 МГц длительность периода состав- микропроцессоры и микро-ЗВМ 301 ляет 1 мкс. Одна команда выполняется не менее чем за два цикла. В цикле выборки за период Ф1 на шину адреса выдается адрес памяти, а за период Фе во внутренний регистр загружается код команды или байт данных. Соответствующая внутренняя операция выполняется в течение периода Ф1 следующего цикла. Для выполнения команды может понадобиться от 2 до 20 циклов.
Если для выполнения команды требуется более 2 циклов, то может иметь место совмещение функций циклов, т, е. выборка может производиться одновременно с выполнением предыдущей команды. НАБОР КОМАНД В микропроцессоре 6800 использованы четыре способа адресации: непосредственная, прямая (в командах с 1-, 2- и 3-байтовым форматом), с индексированием и относительная. При адресации с индексированием адрес, содержащийся во втором байте кода команды, складывается с содержимым восьми младших разрядов индексного регистра. При возникновении единицы переноса она добавляется к содержимому восьми старших разрядов индексного регистра.
Результат используется для адресации памяти. При относительной адресации код адреса, представленный вторым байтом кода команды, складывается с содержимым восьми младших разрядов счетчика команд. К полученному результату прибавляется 2, что делает возможным обращение к данным в памяти в пределах от — 125 до +129 байт от адреса выполняемой команды. Набор команд микропроцессора 6800 включает 72 различные команды (приложение Е), которые разделяются на команды обработки данных, арифметические, логические, переходов, проверки данных, манипуляции с регистром признака результата и обработки прерывания. Команды обработки данных включают несколько команд пересылки данных между двумя аккумуляторами, памятью и стеком. Предусмотрена возможность обработки данных посредством команд сброса, увеличения и уменьшения содержимого счетчика команд, дополнения до 1 и до 2, сдвига и циклического сдвига. Арифметические команды включают команды сложения, вычитания и десятичной коррекции содержимого аккумулятора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
