Заканчивая рассмотрение шин, следует отметить, что одновременное подключение к ША и ШД всех устройств микроЭВМ, показанных на структурной схеме, практически недопустимо. Поэтому в составе микроЭВМ широко используются микросхемы, выводы которых могут иметь три состояния – кроме высокого и низкого уровней сигналов третьим состоянием является состояние высокого сопротивления выходов. Этим достигается как бы отключение выводов микросхем от внешних линий.
Приведенная на рис.1.1 структура микроЭВМ является чисто обобщенной и дает общее представление об основных блоках МПУС и связях между ними. Более подробно архитектура каждого блока и простых микропроцессорных систем будет рассмотрена в следующих главах.
1.3. Функционирование микропроцессорной системы
Рассмотрим взаимодействие отдельных блоков МПУС и динамику информационных потоков.
При включении микроЭВМ счетчик команд автоматически устанавливается в нулевое состояние и его содержимое выставляется на шину адреса, то есть на ША – адрес первой по счету ячейки из адресного пространства (адрес этой ячейки – нулевой). Содержимое этой ячейки по команде МП выставляется на шину данных и помещается в регистр команд (РК) микропроцессора. В этот момент содержимое счетчика команд автоматически увеличивается на единицу, то есть он уже содержит адрес следующей ячейки памяти (отсюда становится ясно, что программа должна размещаться в следующих друг за другом ячейках памяти). Содержимое первой ячейки памяти микропроцессором всегда воспринимается как команда или код команды, если последняя состоит более чем из одного слова. Устройство управления в процессе функционирования проходит через три фазы: выборка команды, декодирование ее и выполнение. Выборка команды как раз и предполагает извлечение ее из памяти и помещение в регистр команд. Затем производится декодирование команды и, если код показывает, что команда состоит более чем из одного слова, фаза выборки повторяется нужное количество раз, чтобы выбрать команду целиком. При этом каждый раз увеличивается содержимое СК.
После выборки всей команды и ее декодирования МП переходит к ее выполнению. При этом УУ генерирует управляющие сигналы, и соответствующие схемы микропроцессора выполняют заданную в команде операцию. После выполнения команды МП переходит к выборке содержимого следующей ячейки памяти (об этом, как уже отмечалось, "заботится" счетчик команд, содержимое которого – адрес следующей ячейки). Для микропроцессора содержимое этой ячейки – опять команда или код команды (если в теле команды присутствуют данные, то в памяти они всегда размещаются сразу после кода команды).
Во многих командах микропроцессоров заданы адреса операндов, над которыми необходимо производить предусмотренные командой операции. В процессе выполнения таких команд на ША выставляются адреса этих операндов, но содержимое СК не меняется (оно изменится только после выборки следующей команды). Поэтому эти операнды размещаются в памяти за пределами программы. Здесь необходимо четко представлять разницу между адресами ячеек, в которых записана программа, и ячеек, в которых записаны операнды, адресуемые самими командами.
Процесс выборки, декодирования и выполнения команд повторяется до тех пор, пока микроЭВМ не получит указание остановиться.
1. Структура процессорного модуля серии КР580.
Архитектура – это логическая организация, определяемая возможностями МП по аппаратной или программной реализации функций, необходимых для построения микроЭВМ. Понятие архитектуры отражает структуру микропроцессора, способы обращения ко всем доступным для пользователя элементам структуры, способы представления и форматы данных, набор операций, выполняемых МП, способы адресации данных, участвующих в операциях, форматы команд, поступающих из памяти, характеристики и назначение вырабатываемых МП управляющих сигналов, реакцию МП на внешние сигналы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.