Принцип работы МП ВМ80: машинные циклы и такты, слово состояния. Слово состояния процессора

Вопрос 23 «Принцип работы МП ВМ80: машинные циклы и такты, слово состояния.

МП при работе выполняет определенный набор действий – цикл МП.

МП – это синхронное устройство.  Каждое выполнение операции тактируется частотами F1 и F2 (Fопт=2.5, амплитуда 8-12 В) T=1/Ft=2.5…0.4 мкс – промежуток времени синхронизации.

Машинный цикл – промежуток времени работы МП, в течении которого но обращается либо к памяти, либо к портам.

МЦ состоит из нескольких тактов (3-5).В МП ВМ80 существует 10 видов МЦ:

1. извлечение кода команды.
2. чтение данных из памяти.
3. запись в память.
4. извлечение из стека.
5. запись в стек.
6. ввод из порта.
7. вывод из порта.
8. цикл обслуживания прерывания.
9. цикл останова.
10. обслуживание прерывания в режиме останова.

При выполнении любой команды первый машинный цикл – это извлечение кода команды (М1). В зависимости от вида команды она может выполняться за М=1..5 тактов.

Слово состояния процессора.

При выполнении команд МП, должен управлять МС-ми памяти, портами ввода-вывода и др. Так как число выводов МП ограничено 40, то МП выдает два управляющих сигнала.

DBIN – показывает что МП вывод данные.WR – показывает что МП записывает данные.

Чтобы обеспечить вывод всех управляющих  сигналов применяют мультиплексный метод ( мультиплексировали шину данных- в определенный момент времени на ШД МП выдавал байт состояния в начале каждого машинного цикла. В остальное время ШД используется для передачи данных. Т. обр. происходит мультиплексирование во времени. Слово состояния показывает что будет делать МП в данном МЦ. Из отдельных битов слова состояния можно сформировать  управляющие сигналы для работы различных устройств МПС. Т.к. слово состояния выдается 1 раз за МЦ то его необходимо запомнить, это делает внешний регистр – регистр слова состояния.

В первом такте МЦ МП выдает на ШД С-С. Эта выдача стробируется сигналом SYNC все время пока есть слово состояния. SYNC появляется и исчезает по F2. При записи СС в регистр используется формирователь управляющего сигнала ST.STB, который формируется схемой И-НЕ. Когда на вход синхронизации приходит низкий уровень, то открываются триггеры и в них записывается СС.

Так как МЦ-ов 10, то имеется и 10 вариантов слова состояния. Из СС можно сформировать управляющие стробы. Их формирование выполняется след. образом: берется сигнал из СС и производится его логическое умножение с одним из двух сигналов, вырабатываемых МП DBIN  или WR.