Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов (1988) (1092085), страница 38
Текст из файла (страница 38)
старшие два разряда — выдачу признаков на выход Фя. Соответствие кодовых комбинаций поля УФз ... УФа выполняемым под их управлением действиям приведено в табл 5.5. Управление загрузкой адреса микропрог р а м м ы. При значении поля ЗМ . 1 старший разряд РАМК устанавливается в состояние лог.
О, в остальные восемь разрядов РАМК передается кодовая комбинация, содержащаяся в поступающей на входы К, ... Ка команде, При этом Кт, К, определяют адрес колонки следующей МК, К, ... К„определяют четыре младших разряда адреса строки следующей МК (табл. 5.6). Следует заметить, что при ЗМ - ! блокируются переходы, предусматриваемые полем УА, ... УА, МК БМУ, однако не блокируются разрешение выдачи содержимого РК на шину РК, ... РК, (при кодовой комбинации УАа ...
УАо, соответствующей переходу )СЕ) и разрешение на прием в РК информации с шины РКз ...РК, (при кодовой комбинации УАв ... УА1ы соответствУюшей пеРеходУ )РХ), не запРешается также выдача сигнала СРП и выполнение функций под управлением поля УФз УФе. Строб разрешения прерывания СРП. Если при выполнении перехода )2(с адресом очередной МК оказывается (О,(5), т. е. в нулевой строке (5-я колонка, то из БМУ по цепи СРП выдается сигнал (уровень лог!). Этот сигнал принимается в блок приоритетного прерывания (БПП).
Если при этом БПП отвечает на этот сигнал уровнем лог. О на своем выходе, то последний, поступая на вход раз- уаблица б.б Управление аапнсью в триггеры С н Х Мнемонии» УФ~ УФ„ 5С1 511 5ТС НСк Установить триггеры С и 1 по входу Ф Установить триггер 1 по входу Ф Установить триггер С по входу Ф Хранить признаки в триггерах С и Е УФ, Мнемоника Управление выколем Ф УФ, РРО РРС Выдать на выход Ф, лог. О Выдать на выход Ф, признак из тригге- ра С Выдать иа выход Фа признак из тригге- ра Х Выдать на выход Ф, лог. ! Г!гд Р!т! 1аблици б.б ! Адрес следующей колонки мл. мл, ~ мл, и Адрес следующей строки мл. ! мл, ! мл, ! мл, ~ мл, л 0 ~ см, таалнпу з 4 о ) к.
1 к, ~ к, ) к. ! к, ) к, ) к. ( к. решения выдачи строки РС, вызывает отключение ББ, (перевод в третье состояние с высоким выходным сопротивлением). Адрес строки в этом случае может быть подан извне, минуя БМУ., что позволит прервать выполнение текущей программы и перейти к исполнению новой, так называемой прерывающей программы. Процессы, связанные с прерываниями, будут рассмотрены ниже. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ПРИНЦИПОМ ЧТЕНИЯ И ИСПОЛНЕНИЯ МИКРОКОМАНД 2!6 Принцип функционирования микропроцессора рассмотрим на упрощенной схеме, представленной иа рис.
5.!О. Здесь не показаны оперативная память, устройство прерывания, устройства ввода-вывода данных, устройства сопряжения элементов, которые могут присутствовать в МПУ. На рис. 5.! ! показана временная диаграмма работы микропроцессора. К моменту уз в ЛСх БМУ завершается процесс формирования адреса текущей МК и иа положительном фронте синхросигнала С происходит прием адреса в РАМК. На шине адреса МА„...
МА, по- к Оно Удд Ркс. Ь.!О. Схема микропроцессора является адрес текущей МК, и с задержкой, связанной с процессом чтения из ПЗУ мнкрокоманд, с момента времени !а на выходе ПЗУ появляется МК. Мигрокоманда содержит ряд полей, управляющих работой БМУ, ОУ, ОП и УВВ. Поля МК БМУ управляют процессом формирования адреса следующей МК, занимающим интервал времени !а !4, и выдачей признака на выход Ф,. Поля МК ОУ управляют процессом выполнения операции в ОУ. В момент времени !а на отрицательном фронте синхросигнала С результат операции принимается в назначенный для него регистр. Пере- но. !Се или СП,), возникающий в результате выполнения операции в ОУ, в момент !а !на отрицательном фронте синхроснгнала С) принима- Вмдлта идсдмдн амдачт тек дд Рпс.
5Л 1, Временные диаграммы работы микропроцессора с последовательным пркпцкпом чтения к ксполпеккя мккрокомапл 2!7 ется со входа Ф н фиксируется в триггере Ф БМУ. В момент времени 14 (на положительном фронте сннхросигнала С) содержимое триггера Ф может быть передано в один либо в оба триггера (трнггер С н триггер Е) регистра признаков БМУ.
В момент времени г, сформированный адрес следующей МК прнннмается в РАМК БМУ, начинается процесс чтения нэ ПЗУ следующей МК. При описанном способе функционирования микропроцессора процессы чтения нз ПЗУ мнкрокоманды н исполнения ее в ОУ н БМУ носят последовательный характер. Ниже рассматривается режим функционирования микропроцессора, прн котором этн процессы совмещаются во времени, что повышает быстродействие микропроцессора. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРА С КОНВЕЙЕРНЫМ ПРИНЦИПОМ ЧТЕНИЯ И ИСПОЛНЕНИЯ МИКРОКОМАНД Режим функционирования с конвейерным принципом чтения н нсполнення МК реализуется в схеме микропроцессора, показанной на рнс.
5.12. Отличие этой схемы от схемы на рис. 5.!О состоит в том, что в нее введен конвейерный регистр. Пока конвейерный регистр хранят текущую МК, под действием которой в ОУ выполняется операция, нз РАМК БМУ выдается адрес следующей МК, н в ПЗУ протекают процессы, связанные с чтением; в это же время в ЛСх БМУ формируется адрес очередной МК. Этн процессы иллюстрируются временнбй диаграммой на рнс. 5.13. В момент времени 1, в РАМК БМУ поступает адрес (п+1)-й МК н с некоторым запаздыванием, связанным с установкой триггеров РАМК н Рис, 8.12.
Схема микропроцессора с конвейерным принципом чтения и исполнения микрокомаид 218 ! ! Е! чпгение аг ! аечгпение ! Чпгение <П+О-й МК !снег!-й МК и-й мК пэу йа!Бой конаейерного регисспра ау Бму Формиеодание Ферми оодание Формаоодание адреса айреса адоеса !пег)-й мк гп+г1-и' мк си+31-й мк Рис. 5.13. Временнйе диаграммы работы микропроцессора с конпейерным реги- стром ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ТАКТОВОГО ПЕРИОДА Определим длительность тактового периода при конвейерном принципе и при использовании блоков СУП в ОУ.
Как показано на рис 5.14, и, длительность тактового периода для этого случая т,= сир+тор+ с„, где ткр — задержка выдачи МК из конвейерного регистра (примем ткр =- 30 ис), т„— длительность импульса сиихросигнала (пусть 2!9 прохождением адреса через ВБ, и ВБ,, в ПЗУ начинаются процессы дешифрации адреса и чтения содержимого ячейки. К моменту времени са на выходе ПЗУ устанавливается (л + 1)-я МК. Поля УА, ... УАо и ЗМ микрокоманды БМУ непосредственно с выхода ПЗУ поступают на соответствующие входы БМУ, и в БМУ происходит формирование адреса (л + 2)-й МК.
Остальные поля (и + !)-й МК поступают на информационные входы конвейерного регистра и на положительном фронте синхросигнала в момент са фиксируются в этом регистре. Принятые в конвейерный регистр поля МК появляются на выходе регистра, откуда они поступают в соответствующие блоки МПУ: поле УФ, ...
...УФа — в БМУ, поля га ...га и К вЂ” в ОУ и т. д. Как видно из временнбй диаграммы на рнс. 5.13, происходит совмещение во времени процессов в БМУ, ПЗУ и ОУ, а именно: в одном и том же тактовом периоде в ОУ выполняется л-я МК, в ПЗУ происходит чтение (л + 1)-й МК, а в БМУ формируется адрес (и -1- 2)-й МК.
Такой принцип параллельного функционирования блоков МПУ, называемый конвейерным, существенно повышает быстродействие МПУ. т = 33 нс), тоу — длительность выполнения операции в ОУ, опреде- ляемая выражением тоу тху + тсуи + тс. тз = тБМУ + тПЗУ + тОУ + ти, где гвму — задержка выдачи адреса из Б!!(У (таму = 30 нс); тпзу— время обращения к ПЗУ. ПУсть тпзу — — 70 ис, Тогда пРи числе РазРЯдов ОУ а = 32 т, » «» 30+70+90+33=223 нс.
б,! с б) тлг ! эгув ! тг ! э — эта — ~у~-о4 ! ! ! ! тззу ! сну тн ! ! ! Гану ! с с 3г г, а ! Рис. 5. ! 4. Определение длительности таитового периода! а! уу с конзеяевнмм регистром, Оу с нсволезоваввем блоков Сун; б! уу без конвеяер- ного регнсгра, ОУ с Использованием блоков СУП: эг УУ беэ конзеЯерного регнсгрэ, ОУ без нсвользоазннн блоков СУП Здесь тху — задержка выдачи сигналов Х и у' (тху = 37 нс), тсуп— время сквозной передачи переносов через блоки СУП (при т блоках СУП тстп = 13 и нс), тс — время установки переноса (тс»«27 нс).
Пусть число разрядов ОУ п = 32, для организации ускоренного переноса потребуется гп = 2 блока СУП. При этом тоУ» 37 + 27 + + 13 2 = 90 нс. Следовательно, т, » 30 + 90 + 33 = 153 нс. Рассмотрим вариант без использования конвейерного регистра, но с применением СУП. Составляющие длительности тактового периода для этого случая показаны на рнс. 5.14, б: 5.4. ПРИЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПОСЛЕЛОВАТЕЛЪНЫХ УЧАСТКОВ АЛГОРИТМА Рассмотрим такие участки алгоритма, которые лений. Пример 5.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
