Структура и элементная база цифровых систем. Реализуемая логическая функция. Нагрузочная способность, страница 29

Для сокращения времени разработки новых БИС проектирование ведется с использованием функциональных библиотек, содержащих сотни различных элементов и макроэлементов.

Для каждого элемента имеется библиотека топологических реализаций. Практически с использованием САПР проектирование новой БИС сводится к выбору элементов и разработке фотошаблона для их соединения. Такой способ проектирования позволяет сократить время разработки до1-2 недель. Поскольку  в производстве МАБИС в качестве полуфабрикатов используются  готовые БМК, то время изготовления новых заказных БИС составляет 6 – 8 недель.

Матричные БИС различной сложности и функционального назначения, объединенные в одно семейство, позволяют улучшить технические характеристики цифровых систем ( быстродействие, потребляемая мощность и т.д.).

                 7. Микропроцессоры и микропроцессорные системы

Однокристальный микропроцессор ( К1821)

Микропроцессором (МП) называется программно – управляемое устройство для обработки цифровой информации и управления процессом обработки, реализованное в виде одной или нескольких БИС.

AD

СС   СБР  / СБР  АСТ ЧТЗП ГТ     ЗПД,ППД            ЗПР,ППР     А8-15              А0-7      ПВД  ППМ

                                                ВУ/ЗУ,S0,S1   НПР,МПР2-4

А – аккумулятор;

РР- рабочий регистр;

РП – регистр признаков Z,S,C,P;

АСТ – адресный строб предназначен для приема адреса на регистры адреса устройств памяти или ВУ, вырабатывается при выдаче адреса на шину АД;        ВУ/ЗУ =0  S1S0  тип обмена

ГТ – сигнал готовности ЗУ или ВУ к обмену;                                         0  1  - запись ЗУ

ЧТ, ЗП – вид обмена с ЗУ или ВУ, устанавливаемый МП;                    1  0 - считывание

ВУ/ЗУ,S0,S1 – тип цикла обмена;                                                             1  1 – считывание b2 к-ды

СС – выход сигналов синхронизации на  устройства;        ВУ/ЗУ =1    0  1 – вывод в ВУ

B,C,D,E,H,L – регистры общего назначения;                                           1  0 – ввод из ВУ

УС- указатель стека;                                                                                    1  1 - прерывание

ПС – программный счетчик;                                                                       0  0 - останов

СДИ – схема декремента – инкремента;

РК – регистр команд;   ДШК – дешифратор команд;

БПО – блок последовательного обмена;

ПВД – признак выдачи информации; ППМ – признак приема информации.

Выполнение двухбайтовой команды (например, команды пересылки) занимает три цикла:

1 цикл – выборка первого байта команды;

2 цикл – выборка второго байта команды;

3 цикл – обмен с ЗУ или ВУ.

Обмен занимает три такта:

1 такт – выдается АСТ и адрес на шину АД;

2 такт – проверяется готовность ЗУ или ВУ к обмену;

3 такт – прием или выдача байта информации.

Временная диаграмма выполнения команды пересылки OUT порт

СИ

АСТ                                                                                                                                                                                    

ГТ

__

ЧТ

__

ЗП

ВЗУ/ ЗУ

Считывание двух байтов команды OUT порт                             выдача информации в ВУ

S0, S1 – код типа обмена;

НПР – немаскируемое прерывание;

МПР2- 4 – маскируемые прерывания.

Сигналы прерываний обрабатываются в соответствии с их приоритетами. Наивысший приоритет имеет НПР.

При поступлении запросов прерывания МП переходит к обработке прерывания, причем для каждого из них имеется свой фиксированный адрес, по которому находится первая команда подпрограммы обработки данного прерывания.

Команды МП имеют длину от 1 до 3 байтов.

Например,  ADD r   10000ИИИ        к – да сложения содержимого аккумулятора  с регистром, номер которого задан в трех последних разрядах .

ADI  b2 –команда с непосредственной адресацией в байте 2 содержит операнд.

JMP  b2b3 –  команда безусловного перехода содержит в байтах 2 и 3 адрес перехода.