Mustaqil ishi mavzu: k 580 modelli mikro prossesorning ishlash prinsipi
KR580VM80A mikroprotsessorini tashkil qilish
Download 0.9 Mb.
|
K 580
- Bu sahifa navigatsiya:
- TUSHUNARLI Maqsad LSI umumiy maqsadi
- LSI universal interfeysi
- LSI qurilma kontrollerlari
|
1.2 KR580VM80A mikroprotsessorini tashkil qilish
KR580VM80A mikrosxemasi ma'lumotlarni qayta ishlash va boshqarish qurilmalarida markaziy protsessor sifatida qo'llaniladigan, qo'zg'almas ko'rsatmalar tizimiga ega, funktsional jihatdan to'liq bir chipli parallel 8 bitli mikroprotsessor (MP). MP KR580VM80A ning bir qismi sifatida mantiqiy ravishda ajratilgan to'rtta qismni ajratish mumkin: registrlar bloki, arifmetik mantiq birligi, boshqaruv bloki va ma'lumotlar buferi (1.2-rasm). 1.1 - jadval - KR580 seriyasining mikrosxemalari
Protsessorning bu mantiqiy tashkiloti - arxitektura - 1946 yilda amerikalik olim J. Von Neumann tomonidan aniqlangan. Ushbu qismlar o'rtasida ma'lumot almashish 8 bitli ichki shina yordamida amalga oshiriladi. Buyruqlar, manzillar, ma'lumotlar, shuningdek SW ( Status Word ) joriy mashina siklidagi protsessor holati haqidagi ma'lumotlar avtobus orqali uzatiladi. MP interfeysi uchta chiziqdan (kanallar yoki avtobuslardan) iborat: uch barqaror 16 bitli manzil shinasi A 15– A 0 ( A d ress Avtobus , AB ), uch tomonlama ikki tomonlama 8-bitli holat / maʼlumotlar shinasi D 7– D 0 ( Maʼlumotlar avtobusi , DB ), ikkita ikki fazali sinxronizatsiya liniyalari F 1 , F2 va oʻnta boshqaruv liniyalari ( Boshqaruv avtobusi , CB ) - toʻrtta kirish va olti chiqish. 1.1-rasm - KR580VM80A mikroprotsessorining ramziy grafik belgisi (a) va registrlar to'plami (b) 1.2-rasm - KR580VM80A mikroprotsessorining strukturaviy diagrammasi Kirish boshqaruv liniyalarining funktsional maqsadi: RESET - Dastlabki sozlash. READY - periferik modullarning almashinuvga tayyorligi signali. INT - vektor uzilish so'rovi. HOLD - magistralga kirishni so'rang. Chiqishni boshqarish liniyalarining funktsional maqsadi: SYNC - Mashina davrlari uchun sinxronizatsiya signali. WAIT - tayyor kutish signali. DBIN - ma'lumotlarni kiritish strobi. WR - Ma'lumot chiqishi strobi. INTE - uzilishni yoqish. HLDA - magistralga kirishni tasdiqlash Barcha MP harakatlari uchta darajadagi ichki tsikllar bilan sinxronlashtiriladi: buyruq, mashina va mikrotsikllar. Buyruqlar sikli bir necha (1 dan 5 gacha) mashina sikllaridan iborat. Har bir mashina tsikli tizim magistraliga kirish siklidir: ko'rsatmalarning keyingi baytini yoki xotiradan ma'lumotlarni olish, xotiraga yozish, ma'lumotlarni kiritish yoki chiqarish. Istisno - bu DAD buyrug'i ( HLni bir juft registr bilan qo'shing ). U uchta mashina tsiklini o'z ichiga oladi, lekin faqat birinchi tsiklda xotiraga kirish mumkin, qolgan ikkitasi esa magistrallarga kirmasdan ko'rsatmalarni bajarish uchun xizmat qiladi. Ko'rsatmalarni olish bosqichi har doim birinchi tsikl tomonidan amalga oshiriladi. Mashina aylanishlari mikrotsikllarda bajariladi, ular qo'shni impuls qirralari orasidagi vaqt oralig'i sifatida belgilanadi. 2 MGts impuls chastotasida mikrotsiklning davomiyligi 500 ns ni tashkil qiladi . Bir mashina sikli 3 - 5 mikrotsiklni o'z ichiga oladi, birinchi mashina sikli esa 4 - 5 mikrotsiklni, keyingilari esa 3 mikrotsiklni o'z ichiga oladi. Bitta mikrotsikl davomida bitta mikroorder bajariladi . SYNC signali har bir mashina siklining birinchi mikrosiklida chiqariladi. MP registr bloki dasturiy ta'minotdan foydalanish mumkin bo'lgan MP registrlari bloki katta funktsional heterojenligi bilan ajralib turadi (1.3-rasm), deyarli har bir MP registr o'zining noyob funktsiyasini bajaradi. Bunday amalga oshirish mikroprotsessor ko'rsatmalar to'plamini kodlashni qisqartirish uchun tanlangan, ammo bu MP dasturlashning murakkablashishiga olib keldi. Umumiy maqsadli registrlar (RON) F va A registrlari 16-bitli HL , SP va shaxsiy kompyuter registrlari bilan birgalikda standart akkumulyator mikroprotsessor registrlari majmuasini tashkil qiladi. Ushbu to'plam to'rtta 8 bitli umumiy maqsadli registrlar (RON) bilan kengaytirilgan: B , C , D , E , ba'zi buyruqlarda ular 16 bitli BC va DE juftlik registrlariga birlashtirilgan . C va E registrlari juftlikning pastki registrlari, B va D esa yuqoriroqdir. Juftlik registrlariga kirish juftlikning birinchi, eng yuqori registrlari ( B , D , H ) orqali amalga oshiriladi. 1.3-rasm - KR580VM80A mikroprotsessorining registrlari to'plami Buyruqlarda registrga havolalar registr uch bitli maydon bilan kodlanganda ham aniq , ham bilvosita (opkod yordamida), opkod registrlardan foydalanishning standart usulini nazarda tutganda amalga oshiriladi. Bayroq registri Dastur buyruqlarini bajarish tartibi joriy natijalarning xususiyatlariga (belgilariga) bog'liq. Joriy vaziyatni ko'rsatish uchun MP F bayroq registridagi buyruqlarni bajarish natijalarining belgilarini aks ettiruvchi ikkilik belgilar (bayroqlar) hosil qiladi ( Bayroqlar ). Akkumulyator va bayroq registrining tarkibi PSW dastur holati so'zi deb ataladi ( Program Holat so'z ). Xususiyatlar reestri quyidagi formatga ega (1.4-rasm):
F bayroq registrining formati MP KR580VM80A 5 ta bayroqqa ega: AC ( yordamchi Tashish ) - yarim o'tkazish belgisi; C yoki CY ( Carry ) - uzatish belgisi; M ( Minus ) yoki S ( Belgi ) - salbiy natija belgisi; Z ( Nol ) – nol belgisi; P ( Parite ) – tenglik/tekislik belgisi. Quyidagi shartlar bajarilganda bayroqlar o'rnatiladi (ya'ni bayroq "1" ga o'rnatiladi): agar operatsiya natijasining ishora biti (akkumulyatorning yettinchi biti) "1" ga teng bo'lsa, M belgisi bayrog'i o'rnatiladi, aks holda u qayta o'rnatiladi; nol bayrog'i Z o'rnatiladi, agar akkumulyatordagi operatsiya natijasi nolga teng bo'lsa, aks holda u tozalanadi; AC qo'shimcha tashish bayrog'i , agar uchinchi akkumulyator bitidan to'rtinchisiga tashish mavjud bo'lsa, o'rnatiladi, aks holda u tozalanadi; agar akkumulyatordagi operatsiya natijasi juft sonlarni o'z ichiga olgan bo'lsa, P paritet bayrog'i o'rnatiladi, aks holda u qayta o'rnatiladi; tashish bayrog'i C akkumulyatorning yuqori tartibli bitidan qo'shimchada tashish (yoki baytdan oshib ketish) yoki ayirish bo'yicha qarz mavjud bo'lganda o'rnatiladi, aks holda tozalanadi. Eng muhim bayroqlar: bayroq C , bu 8 bitli MPda ixtiyoriy miqdordagi baytlarda ma'lumotlarni qayta ishlashni amalga oshirish imkonini beradi; ilmoqlar va novdalarni tashkil qilish uchun ishlatiladigan Z bayrog'i ; bayroq M , natija belgisi bilan filiallarni tashkil qilish uchun ishlatiladi. Tarmoqlanishni tashkil qilish uchun mikroprotsessor buyruqlari tekshirilgan bayroq holatiga qarab ikkita o'tish yo'nalishidan birini tanlaydigan shartli boshqaruv uzatish buyruqlarining keng to'plamini o'z ichiga oladi. Batareya Sakkiz bitli batareya A mantiqiy va arifmetik ishlov berish uchun buyruqlarning ko'pchiligida qo'llaniladi. U odatda bilvosita murojaat qilinadi va operandning manbai va natijaning maqsadi sifatida xizmat qiladi. Shu sababli, MP ko'rsatmalarida faqat bitta operand aniq ko'rsatilgan. HLni ro'yxatdan o'tkazish 16-bitli HL registri odatda manzil registri sifatida xizmat qiladi. Registrni bilvosita manzillash bilan u asosiy xotiraning 16 bitli manzilini saqlaydi. Bunday holda, u mnemonik M ( Xotira ) dan foydalanishga ishora qilinadi , masalan: MOV A , M ; manzili HL ( H - Yuqori Bayt va L - past Bayt ) akkumulyatorda saqlanadi. HL registrining yuqori va past baytlari mustaqil ravishda hal qilinishi va alohida 8-bitli ma'lumotlar registrlari H va L sifatida ishlatilishi mumkin . Ro'yxatdan o'tish SP SP ( Stack Pointer ) registri stek ko'rsatkichi vazifasini bajaradi. Stack - ma'lumotlarni vaqtincha saqlash uchun maxsus ajratilgan xotira maydoni - so'zlar (ikki baytli ma'lumotlar) stekda saqlanadi. Stack ma'lumotlarning bog'langan ro'yxatlari, shuningdek, ko'p darajali joylashtirishga ega ma'lumotlar bilan ishlaydi va ma'lum bir kirish intizomiga ega - LIFO ( Oxirgi - birinchi - birinchi - chiqish - oxirgi kirish - birinchi chiqish), chuqurlik bilan tavsiflanadi, ya'ni. stekda saqlangan ma'lumotlar miqdori. SP tarkibi ro'yxatning yuqori elementiga ishora qiladi - stekni o'qish protsedurasi bajarilganda MPda ma'lumot olinadigan xotira katagining manzili. SP mazmuni bo'lsa, stek pre-increment / post-increment deb ataladi. kamaytiriladi, so'zni ajratib olishda esa ko'paytiriladi. KR580VM80A MP halqa to'plamini amalga oshiradi - 0000 h vertex manzilidan keyin FFFF h manzili o'rnatiladi . Kompyuterni ro'yxatdan o'tkazish Kompyuterni ro'yxatdan o'tkazish ( Programma hisoblagichi ) dastur hisoblagichi vazifasini bajaradi. Kompyuterda keyingi ko'rsatma olinadigan xotira joylashuvi manzili mavjud. Xotiraga ketma-ket joylashtirilgan ko'rsatmalarni olishning tabiiy kursida hisoblagichning mazmuni ko'rsatmadan ko'rsatmaga bajarilgan ko'rsatma xotirada egallagan katakchalar soniga teng songa ko'payadi. Arifmetik mantiq birligi Arifmetik mantiq birligi ALU sakkiz bitli kombinatsiyalangan sxema bo'lib, ikkilik va o'nlik tizimda 8 bitli raqamlar bilan mantiqiy va arifmetik operatsiyalarni, shuningdek, ikki tomonlama aniqlikdagi operatsiyalarni (16 bitli raqamlar bilan) bajaradi. ALU quyidagi operatsiyalarni bajaradi: arifmetik amallar - qo'shish, ayirish; mantiqiy operatsiyalar - mantiqiy ko'paytirish, mantiqiy qo'shish; siljish operatsiyalari - akkumulyator tarkibini chapga yoki o'ngga bir bitga siljitish; ikkilik kasrli tuzatish amali. A akkumulyatoriga ulangan va bayroq registriga F . ALU o'z ichiga ushlab turish registrini o'z ichiga oladi, u buyruq operandlari registri ham operatsiya natijalari registri bo'lganda foydalaniladi. Shuningdek, ALUda BCD tuzatish operatsiyasini bajarish uchun ishlatiladigan o'nlik korrektor DA ning kombinatsiyalangan sxemasi mavjud. Boshqarish moslamasi CU boshqaruv moslamasida sinxronizatsiya bloki, periferik qurilma boshqaruv bloki, uzilish bloki, tortish birligi va dastlabki sozlash birligi mavjud. CU birinchi mashina aylanishini - ko'rsatmalarni olish bosqichini amalga oshiradi. Tekshirish bloki modullarning holatini READY qiymati bo'yicha tahlil qiladi . Agar 3-tsikl boshlanishidan oldin bu signal passiv bo'lsa, MP MC ga kutish davrlarini kiritadi, bunda tayyor kirish faqat so'rov qilinadi. Kutish holati chiqish signalining faol qiymati bilan ko'rsatiladi WAIT . Har bir MC ning 3-tsikli davomida yoki DBIN signali (1,2,4,6 mashina tsikli) yoki WR signali - yozuv (3,5,7 mashina tsikli) hosil bo'ladi. I/U portlari I/U quyi tizimi 00 h dan FFh gacha bo'lgan chiziqli tartiblangan manzillar va unga kirish huquqiga ega bo'lgan bir qator ko'rsatmalarga ega 256 8 bitli port sifatida tashkil etilgan IOSEG maydoni sifatida taqdim etiladi. Kirish-chiqarish portlari turli xil tizimli (ichki va tashqi yoki periferik) qurilmalar bilan aloqa o'rnatish uchun ishlatiladi. Har bir tizim qurilmasi tegishli port orqali A - registrga bir bayt axborot yuborish yoki A - registrdan bayt olish orqali MP bilan axborot (ma'lumotlar, manzillar, boshqaruv signallari) almashadi . KR580VM80A mikroprotsessorining buyruqlar tizimi MP KR580 buyruqlar majmuasi operatsiya kodining mnemonik belgilanishida farq qiluvchi 78 ta asosiy buyruqni o'z ichiga oladi va umuman olganda ularning 244 xil modifikatsiyasini o'z ichiga oladi (1.6-rasm). Barcha buyruqlarni 6 ta funktsional guruhga bo'lish mumkin: ma'lumotlarni uzatish buyruqlari; arifmetik amallar uchun buyruqlar; ma'lumotlarni mantiqiy qayta ishlash buyruqlari; o'tish buyruqlari va qo'ng'iroqlar pastki dasturlari; protsessorni boshqarish bo'yicha ko'rsatmalar. MP rasmda ko'rsatilgan buyruq formatidan foydalanadi. 1.5. Buyruqlar uzunligi 1 dan 3 baytgacha. Opkod har doim ko'rsatmaning birinchi baytiga joylashtiriladi. Buyruqning ikkinchi va agar kerak bo'lsa, uchinchi baytlari darhol ma'lumot, port manzili yoki xotira joylashuvi uchun ajratilgan. Buyruqlarda faqat bitta xotira manzili aniq ko'rsatilishi mumkin. Shu sababli MP buyruqlar tizimi unicast sifatida tasniflanadi. 1.5-rasm - Buyruqning formati
Download 0.9 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||