Структура и элементная база цифровых систем. Реализуемая логическая функция. Нагрузочная способность, страница 30

При выполнении большинства арифметико – логических  операций в РП заносятся признаки результата  Z, S, C, P, которые служат условием для выполнения условных переходов. Условие указывается в трех разрядах кода операции:

Jусл b2b3     11УУУ010

000 – NZ     т.е.  Z =0

001 -                   Z=1

010 – NC  отсутствие переноса из старшего разряда

011 – C      перенос из старшего разряда 

100 – PO     нечетное кол-во единиц результата

101 – PE     четное кол-во единиц результата

110 – P  (S = 0), знак результата  «+», 111 -  М –(S=1) знак результата «-»

Структурная

 схема МПС

Линии связи с внешними   устройствами

Большинство МП имеет магистрально- модульную структуру. Для уменьшения числа выводов МП используется мультиплексирование шин адресов и данных, при котором они передаются по общей шине с разделением по времени – сначала передается адрес, затем – данные. При этом адресуемое устройство принимает адрес на свой регистр адреса, затем данные.

В качестве операционного устройства используется обычно АЛУ со сдвигателем. Для реализации операций умножения, деления и некоторых других используются специальные микропрограммы. Для ускорения этих операций в цифровую систему могут вводиться специализированные блоки : умножители, сдвигатели – нормализаторы и др. Для хранения промежуточных результатов в состав МП включается небольшое ЗУ.

Для адресации ОЗУ используется   16 - 32 разрядный адрес. В современных компьютерах используется 32- х разрядный адрес, что позволяет адресовать ОЗУ объемом в сотни мегабайт. Помимо ОЗУ в систему включается ПЗУ для хранения констант или стандартных подпрограмм.

Через исполнительные устройства (ИУ) к системе подключаются внешние устройства: клавиатура, дисплей, принтер, накопители на дисках или магнитных лентах, разнообразные источники информации и объекты управления.

При обмене информацией ИУ адресуется МП по шине Д. Одновременно формируются сигналы управления по шине С.

В систему могут быть включены дополнительные устройства:

ПТМ – программируемый таймер, вырабатывающий управляющие сигналы через определенные промежутки времени, которые включают или выключают отдельные устройства либо изменяют режим их работы;

КПР и ПДП - контроллеры прерываний и прямого доступа к памяти, обеспечивающие соответствующие режимы работы МП.

МПС имеет четыре основных режима работы.

Режим выполнения основной программы

Программный счетчик (ПС) выдает в ОЗУ по шине АД адрес очередной команды. Адрес заносится в регистр адреса и в следующем такте времени выбранная команда по шине АД принимается в регистр команд УУ, которое выдает последовательность микрокоманд, обеспечивающую исполнение команды,  в ОУ и другие устройства МПС.

Если выполняется команда перехода, в программный счетчик заносится адрес команды, к которой выполняется переход, а затем эта команда выбирается из памяти в качестве очередной.

Режим обращения к подпрограмме.

По команде обращения к подпрограмме в ПС заносится адрес первой команды подпрограммы. Однако, предыдущее содержимое ПС должно быть сохранено для возврата к основной программе после выполнения подпрограммы. Обычно адрес возврата сохраняется в стековом ЗУ или в регистрах общего назначения.

Чаще всего стековое ЗУ  реализуется на  базе специально отведенного для этого  сегмента ОЗУ. Для этого в состав УУ вводится специальный регистр – указатель стека (УС). В УС заносится адрес первой ячейки того сегмента памяти, который отведен для стека. При каждом обращении к стеку содержимое УС изменяется на  «1». При записи содержимое УС уменьшается, при считывании – увеличивается. Последней командой подпрограммы должна быть команда возврата, по которой из стека в ПС заносится адрес очередной команды основной программы. Если при выполнении подпрограммы поступает команда обращения к следующей подпрограмме, то текущее содержимое ПС заносится в следующую ячейку стека.


       Основная программа                                    ПП –1                                                      ПП -2