Учебно-методический комплекс

2. Структурная схема микропроцессора.  Функционирование микропроцессора

 

Организация микропроцессора К580ВМ80А (аналог Intel8080) имеет следующие основные особенности:

·  трехшинная структура с шинами данных, адреса и управления;

·  магистральный принцип связей, реализованный в виде связывающей основные узлы микропроцессора двунаправленной шиной данных.

·  наличие регистровой памяти, образованной программно-доступными общими и специализированными регистрами (счетчик команд, указатель стека, регистры общего назначения), а также регистрами временного хранения;

·  наличие средств организации стековой памяти (регистр – указатель стека, схемы выполнения операции инкремент – декремент, специальных команд, стековых операций);

· наличие 16-разрядной шины адреса, обеспечивающей возможность прямой адресации любого байта в памяти емкостью 64 Кбайт;

· наличие операций над двухбайтными словами, что обеспечивается специальными командами, тандемными передачами;

· использование трех форматов команд (однобайтного, двухбайтного, трехбайтного) и разнообразных способов адресации (подразумеваемой, прямой, регистровой, косвенной, непосредственной, стековой), позволяющих при 8-разрядном слове иметь достаточно гибкую систему команд;

· возможность реализации векторного многоуровневого приоритетного прерывания путем подключения к МП специальной дополнительной БИС (контроллер прерываний);

· возможность реализации в МП режима прямого доступа к памяти путем подключения специальной БИС (контроллера прямого доступа к памяти);

· наличие эффективных средств работы с подпрограммами и обработки запросов прерываний (стековая память, специальные команды вызова подпрограмм и возврата из подпрограмм).

. на структурные решения определенное влияние оказало ограниченное число выводов корпуса МП (в данном случае их 40). МП имеет три шины: 8-разрядную двунаправленную внутреннюю шину данных(ШД), 16-разряднуюшину адреса(ША) и шину управления (ШУ).

Шина адреса обеспечивает прямую адресацию внешней памяти объемом до 65536 байт, 256 устройств ввода и 256 устройств вывода.

Внутренняя шина данных является магистралью, по которой могут обмениваться данными все подключаемые к ней блоки (узлы) МП. Одновременно по шине данных осуществляется обмен только между двумя блоками МП. Таким образом, узлы МП, подключенные к шине данных, разделяют эту шину во времени.

Шина управления содержит линии для передачи управляющих сигналов, признаков состояния процессора и периферийных устройств, в том числе линии синхронизации передачи и идентификации информации, передаваемой по шине данных; сигналов информирующих МП о готовности периферийных устройств; сигнала запроса прерывания от периферийных устройств и сигнала разрешения прерывания и др.

В состав микропроцессора входят следующие основные блоки: арифметико-логическое устройство (АЛУ), блок регистров, буферные схемы, управляющее устройство.

Функции микропроцессоров

Микропроцессор выполняет следующие функции:

- вычисление адресов команд и операндов;

- выборку и дешифрацию команд из основной памяти (ОП);

- выборку данных из ОП, регистров МПП и регистров адаптеров внешних устройств (ВУ);

- прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;

- обработку данных и их запись в ОП, регистры МПП и регистры адаптеров ВУ;

- выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК;

- переход к следующей команде.