Жмакин А.П. Архитектура ЭВМ (2006) (1186252), страница 37

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 37)

Окно Микрокомандный уровень (рис. 8.8) используется только в режиме микрокоманд, который устанавливается командой Режим микрокоманд ме­ню Работа. В это окно выводится мнемокод выполняемой команды, список микрокоманд, ее реализующих, и указатель на текущую выполняемую мик­рокоманду.

Шаговый режим выполнения программы или запуск программы в автомати­ческом режиме с задержкой командного цикла позволяет наблюдать процесс выполнения программы на уровне микрокоманд.

Если открыть окно Микрокомандный уровень, не установив режим микро­команд в меню Работа, то после начала выполнения программы в режиме Шаг (или в автоматическом режиме) в строке сообщений окна будет выдано сообщение "Режим микрокоманд неактивен".

Окно Кэш-память

Окно Кэш-память используется в режиме с подключенной кэш-памятью. Подробнее смотрите об этом режиме в разд. 8.8.

8.6. Внешние устройства

Модели внешних устройств (ВУ), используемые в описываемой системе, реа­лизованы по единому принципу. С точки зрения процессора они представляют

собой ряд программно-доступных регистров, лежащих в адресном простран* стве ввода/вывода. Размер регистров ВУ совпадает с размером ячеек памяти и регистров данных процессора — шесть десятичных разрядов.

Доступ к регистрам ВУ осуществляется по командам in аа, оит аа, где аа -— двухразрядный десятичный адрес регистра ВУ. Таким образом, общий объем адресного пространства ввода/вывода составляет 100 адресов. Следует пом нить, что адресные пространства памяти и ввода/вывода в этой модели рачде-лены.

Разные ВУ содержат различное число программно-доступных регистров, каждому из которых соответствует свой адрес, причем нумерация адресом всех ВУ начинается с 0. При создании ВУ ему ставится в соответствие базо­вый адрес в пространстве ввода/вывода, и все адреса его регистров становят­ся смещениями относительно этого базового адреса.

Если в системе создаются несколько ВУ, то их базовые адреса следует выби­рать с учетом величины адресного пространства, занимаемого этими устрой­ствами, исключая наложение адресов.

Если ВУ способно формировать запрос на прерывание, то при создании ему ставится в соответствие вектор прерывания — десятичное число. Разным ВУ ^должны назначаться различные векторы прерываний.

Программная модель учебной ЭВМ комплектуется набором внешних уст­ройств, включающим:

□ контроллер клавиатуры;

□ дисплей;

□ блок таймеров;

□ тоногенератор,

которым по умолчанию присвоены параметры, перечисленные в табл. 8.2.

При создании устройств пользователь может изменить назначенные по умол­чанию базовый адрес и вектор прерывания.

В описываемой версии системы не предусмотрена возможность подключения в систему нескольких одинаковых устройств.

Большинство внешних устройств содержит регистры управления CR и со­стояния SR, причем обычно регистры CR доступны только по записи, а SR — по чтению.

Регистр CR содержит флаги и поля, определяющие режимы работы ВУ, а SR — флаги, отражающие текущее состояние ВУ. Флаги SR устанавливаются аппаратно, но сбрасываются программно (или по внешнему сигналу). Поля и флаги CR устанавливаются и сбрасываются программно при записи кода данных в регистр CR или специальными командами.

Контроллер ВУ интерпретирует код, записываемый по адресу CR как коман­ду, если третий разряд этого кода равен 1, или как записываемые в CR дан­ные, если третий разряд равен 0. В случае получения командного слова запись в регистр CR не производится, а пятый разряд слова рассматривается как код операции.

8.6.1. Контроллер клавиатуры

Контроллер клавиатуры (рис. 8.9) представляет собой модель внешнего уст­ройства, принимающего ASCII-коды¹ от клавиатуры ПЭВМ.

Символы помещаются последовательно в буфер символов, размер которого установлен равным 50 символам, и отображаются в окне обозревателя (рис. 8.10).

В состав контроллера клавиатуры входят три программно-доступных регист­ра:

□ DR (адрес 0) — регистр данных;

□ CR (адрес 1)— регистр управления, определяет режимы работы контрол­лера и содержит следующие флаги:

• Е — флаг разрешения приема кодов в буфер;

• I — флаг разрешения прерывания;

• S — флаг режима посимвольного ввода.

□ SR (адрес 2) — регистр состояния, содержит два флага:

• Err — флаг ошибки;

• Rd — флаг готовности.

Регистр данных DR доступен только для чтения, через него считываются ASCII-коды из буфера, причем порядок чтения кодов из буфера соответству­ет порядку их записи в буфер — каждое чтение по адресу 0 автоматически перемещает указатель чтения буфера. В каждый момент времени DR содер­жит код символа по адресу указателя чтения буфера.

Флаги регистра управления CR устанавливаются и сбрасываются; про­граммно.

Флаг Е, будучи установленным, разрешает прием кодов в буфер. При Е = О контроллер игнорирует нажатие на клавиатуре, прием кодов в буфер не про­изводится. На считывание кодов из буфера флаг Е влияния не оказывает.

Флаг I, будучи установленным, разрешает при определенных условиях фор­мирование контроллером запроса на прерывание. При 1 = 0 запрос на преры­вание не формируется.

Флаг S = 1 устанавливает т. н. режим посимвольного ввода, иначе контроллер работает в обычном режиме. Флаг S устанавливается и сбрасывается про­граммно, кроме того, S сбрасывается при нажатии кнопки Очистить буфер в окне Контроллер клавиатуры.

Условия формирования запроса на прерывание определяются, с одной сторо­ны, значением флага разрешения прерывания I, с другой — режимом работы контроллера. В режиме посимвольного ввода запрос на прерывание форми­руется после ввода каждого символа (разумеется, при I = 1), в обычном ре­жиме запрос будет сформирован по окончании набора строки.

Завершить набор строки можно, щелкнув по кнопке Завершить ввод в окно Контроллер клавиатуры (см. рис. 8.10). При этом устанавливается флаг товности Rd (от англ. ready) в регистре состояния SR. Флаг ошибки Err ( англ. error) в том же регистре устанавливается при попытке ввода в буф 51 -го символа. Ввод 51 -го и всех последующих символов блокируется.

Сброс флага Rd осуществляется автоматически при чтении из регистра DR, флаг Err сбрасывается программно. Кроме того, оба эти флага сбрасываю при нажатии кнопки Очистить буфер в окне Контроллер клавиатуры; о новременно со сбросом флагов производится очистка буфера — весь бу заполняется кодами 00h, и указатели записи и чтения устанавливаются на нача­ло буфера.

Для программного управления контроллером предусмотрен ряд командны слов. Все команды выполняются при записи по адресу регистра управлен CR кодов с 1 в третьем разряде.

Контроллер клавиатуры интерпретирует следующие командные слова:

□ xxxlOl — очистить буфер (действие команды эквивалентно нажатию кно ки Очистить буфер);

□ ххх 102 — сбросить флаг Err в регистре SR;

□ хххЮЗ — установить флаг S в регистре CR;

□ ххх 104 — сбросить флаг S в регистре CR.

Если по адресу 1 произвести запись числа хххОии, то произойдет измене 4-го и 5-го разрядов регистра CR по следующему правилу:

8.6.2. Дисплей

Дисплей (рис. 8.11) представляет собой модель внешнего устройства, реали­зующую функции символьного дисплея. Дисплей может отображать симво­лы, задаваемые ASCII-кодами, поступающими на его регистр данных. Дис­плей включает:

□ видеопамять объемом 128 слов (ОЗУ дисплея);

□ символьный экран размером 8 строк по 16 символов в строке;

□ четыре программно-доступных регистра:

• DR (адрес 0) — регистр данных;

• CR (адрес 1) — регистр управления;

• SR (адрес 2) — регистр состояния;

• AR (адрес 3) — регистр адреса.

Через регистры адреса AR и данных DR по записи и чтению осуществляется доступ к ячейкам видеопамяти. При обращении к регистру DR по записи содержимое аккумулятора записывается в DR и в ячейку видеопамяти, адрес которой установлен в регистре AR.

Регистр управления CR доступен только по записи и содержит в 4-м и 5< разрядах соответственно два флага:

□ Е — флаг разрешения работы дисплея; при Е = 0 запись в регистры AR DR блокируется;

□ А — флаг автоинкремента адреса; при А = 1 содержимое AR автомати­чески увеличивается на 1 после любого обращения к регистру DR — но записи или чтению.

Изменить значения этих флагов можно, если записать по адресу CR умолчанию — 11) код хххОли, при этом изменение 4-го и 5-го разрядов per стра CR произойдет согласно выражению (8.1).

Для программного управления дисплеем предусмотрены две команды, KOjf которых должны записываться по адресу регистра CR, причем в третьец^ ряде командных слов обязательно должна быть 1:

□ xxxlOl — очистить дисплей (действие команды эквивалентно нажатт! кнопки Очистить в окне Дисплей), при этом очищается видеопамя" (в каждую ячейку записывается код пробела — 032), устанавливается в О регистр адреса AR и сбрасываются флаги ошибки Err и автоинкремента А

□ ххх102 — сбросить флаг ошибки Err.

Регистр состояния SR доступен только по чтению и содержит единственный флаг (в пятом разряде) ошибки Err. Этот флаг устанавливается аппаратно при попытке записать в регистр адреса число, большее 127, причем как в режиме прямой записи в AR, так и в режиме автоинкремента после обращения по ад­ресу 127. Сбрасывается флаг Err программно или при нажатии кнопки Очи­стить в окне Дисплей (рис. 8.12).

8.6.3. Блок таймеров

Блок таймеров (рис. 8.13) включает в себя три однотипных канала, каждый из которых содержит:

□ пятиразрядный десятичный реверсивный счетчик Т, на вход которого по­ступают метки времени (таймер);

□ программируемый предцелитель D;

□ регистр управления таймером CTR;

□ флаг переполнения таймера FT.

Регистры таймеров Т доступны по записи и чтению (адреса 1, 3, 5 соответст­венно для Tl, Т2, ТЗ). Программа в любой момент может считать текущее содержимое таймера или записать в него новое значение.

На входы предцелителей поступает общие для всех каналов метки времени CLK с периодом 1 мс. Предделители в каждом канале программируются не­зависимо, поэтому таймеры могут работать с различной частотой.

Регистры управления CTR доступны по записи и чтению (адреса 2, 4, 6) и содержат следующие поля:

□ Т (разряд 5) — флаг включения таймера;

□ EI (разряд 4)— флаг разрешения формирования запроса на прерывание при переполнении таймера;

□ I/D (разряд 3) — направление счета (инкремент/декремент), при I/D = О таймер работает на сложение, при I/D =1 — на вычитание;

□ к (разряды [1:2]) — коэффициент деления предделителя (от 1 до 99).

Флаги переполнения таймеров собраны в один регистр — доступный только! по чтению регистр состояния SR, имеющий адрес 0. Разряды регистра (5, 4 j 3 для Tl, Т2, ТЗ соответственно) устанавливаются в 1 при переполнении с ответствующего таймера. Для таймера, работающего на сложение, перепол нение наступает при переходе его состояния из 99 999 в 0, для вычитающег таймера — переход из 0 в 99 999.

В окне обозревателя (рис. 8.14) предусмотрена кнопка Сброс, нажатие коте рой сбрасывает в 0 все регистры блока таймеров, кроме CTR, которые уст навливаются в состояние 001000. Таким образом, все три таймера обнуляют ся, переключаются в режим инкремента, прекращается счет, запрещаются! прерывания, сбрасываются флаги переполнения и устанавливаются коэффи­циенты деления предцелителей равными 01.

Характеристики

Список файлов книги