Главная  Микропроцессорные системы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [ 23 ] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92]

ячейки последнего элемента конечного массива данных. Индексирование обеспечивается использованием команды типа DAD, оперирующей с числами двойной разрядности и изменяющей содержимое регистровой пары HL. Последняя используется для косвенной адресации ячеек при пересылке данных в аккумулятор.

3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА МИКРО-ЭВМ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

3.1. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР

В микро-ЭВМ основные функции переработки информации и управления ходом вычислительного процесса осуществляются микропроцессором (МП), который определяет способы организации внутреннего аппаратного и математического обеспечения, а также методы обмена и переработки «нформации между различными узлами микро-ЭВМ. Сюда относятся система команд, организация микропрограммного управления, шинная организация обмена, особенности структурной схемы ЦП (число и назначение регистров, обработка прерываний, количество аккумуляторов и т. п.).

Перечисленные выше факторы в совокупности часто называют архитектурой микро-ЭВМ. Понятие архитектуры тесно связано с понятием функциональной схемы, представляющей собой детализированную до основных групп регистров схему микро-ЭВМ.

Более точно архитектуру микро-ЭВМ можно определить как совокупность ее свойств и характеристик, рассматриваемую с точки зрения пользователя [9, 61, 62].

Выпускаемые в настоящее время микропроцессоры отличаются большим разнообразием характеристик, основными из которых являются [5, 10, 60]:

число БИС (1-20 и более),

число внутренних шин (1-3),

разрядность (2, 4, 8, 12, 16),

способ управления (схемный и микропрограммный),

способ адресации,

формат и количество команд,

способ организации ввода - вывода (встроенный и автономный),

число регистров общего назначения (О-24 и более),



число аккумуляторов (1-16), число уровней прерЫБания (0-64), способы организации стэка (встроенный или в основной памяти).

Перечисленные характеристики МП в конечном счете и определяют его архитектуру.

С точки зрения разработчика системы обработки сигналов РТС центральный процессор представляет со-

Т Шаиа I данных

Останод

ПрерыВйнае

Разрешенае

Тактовые

сагнапы

Пуск •

Внутренние шины Данные/

Упр-МУ

----V,

Файл регистров

Внртренние шины

Информационные сигналы < , о состоянии ЦП (выходные) Шина адреса

Рис. 3.1. Обобщенная функциональная схема ЦПЭ

бой функциональный узел с определенным количеством входных и выходных сигналов, используемых для управления, синхронизации и переработки информации (рис. 3.1).

Во внутренней структуре ЦП можно выделить три основные части:

устройство управления (УУ),

арифметичеоко-логичеокое устройство (АЛУ) с внутренними регистрами,

цепи передачи данных, или шины.

Устройство управления обеспечивает синхронизацию и очередность выполнения команд, генерирует управляющие сигналы, определяющие текущие функции АЛУ, обрабатывает сигналы прерываний, вырабатывает информацию о состоянии МП и выполняет ряд других функций. На вход УУ, как правило, подаются специальные внешние управляющие сигналы (см. рис. 3.1) син-



хронизации от тактового генератора, готовности внешних устройств, запроса на прерывание, пуска и останова и т. п. В свою очередь УУ вырабатывает ряд выходных сигналов, используемых вне ЦП. Основными из этих сигналов являются: сигналы синхронизации, задающие начало каледого машинного цикла, сигналы разрешения прерываний, информация о состоянии шин, сигналы разрешения записи и считывания и некоторые другие. Указанные сигналы необходимы для управления памятью и устройствами ввода - вывода.

АЛУ вместе с внутренними регистрами является, собственно, обрабатывающей частью ЦП. В зависимости от характера управляющих сигналов на каждом такте работы машины АЛУ выполняет те или иные арифметические или логические операции. Результаты вычислений выводятся из ЦП с помощью шин данных.

Внутренние цепи передачи данных служат для организации обмена данными, управляющими сигналами и адресной информацией. Последняя, как правило, 1ВЫво-дится из ЦП по отдельной шине адреса (см. рис. 3.1).

Построение каждой из структурных частей ЦП - устройства управления, АЛУ и цепей передачи - определяет в значительной степени принцип построения МИкропроцессорной системы в целом и требует более внимательного рассмотрения.

Устройство управления. Устройства управления МП строятся либо на основе жесткого (схемного) принципа, либо с использованием микропрограммных блоков.

При жестком управлении управляющие сигналы, называемые также управляющими символами (рис. 3.2,а), вырабатываются аппаратным способом на основе дешифровки поля кода операции командного слова. При этом порядок операций оказывается фиксированным, для каждой операции жестко определена последовательность управляющих сигналов и их точное соответствие данному набору команд. Такое построение обеспечивает наибольшее быстродействие устройства управления, но не позволяет изменить или расширить набор команд, что возможно прп использовании так называемого микропрограммного управления.

При микропрограммном управлении любая машинная операция, инициируемая командой, рассматривается как сложное действие и разделяется на последовательность элементарных машинных действий, называе-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [ 23 ] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92]

0.0009