МП представляет собой программно-управляемый автомат, синхронизируемый тактирующими импульсными последовательностями Ф1 и Ф2, временные диаграммы которых показаны на рис.
Т = 500 – 2000 нс; Чил = 60 нс; Чиг = 180 нс
Такт – наименьший промежуток времени, необходимый для выполнения одного элементарного действия МП. Это элементарное действие называется микрооперацией (МО). Такт равен периоду следования Т сигналов тактирующей частоты.Импульсные последовательности Ф1 и Ф2 имеют одинаковые частоты следования, однако фазы и длительности импульсов Чил и Чиг различны. В течение одного такта МП не изменяет своего состояния. В каждом состоянии МП может находиться вполне сосредоточенное число тактов. Однако имеются три состояния, в которых МП может быть неограниченно большое, но целое число тактов.
Это состояние: WAI I - ожидание; HLDA – подтверждение захвата; HLTA – подтверждение останова.
Временная последовательность тактов, необходимая для выбора команды из памяти и ее исполнения, называется циклом команды. Для разных команд (одно-,двух-, и трех байтных) циклы неодинаковы. Цикл команды включает в себя две фазы: фазу выбора команды и фазу исполнения. Фаза выбора – это время, в течение которого команда выбирается из памяти и записывается в регистр команд. Фаза исполнения – это время, необходимое для дешифрации кода команды, перевода его в управляющие сигналы и завершения их воздействия.
Цикл команд состоит из машинных циклов, число которых для разных команд неодинаково и колеблется в пределах от одного до трех. Машинный цикл требуется всякий раз, когда ЦП обращается к памяти или к порту вв-вы. На каждый байт выбираемой команды отводится один машинный цикл, содержащий три – пять тактов. На рис. показан цикл команды с тремя обращениями к памяти состоящий из трех машинных циклов.
В начале каждого машинного цикла ЦП выдает на шину данных восемь разрядов информации, характеризующей состояние внутренних узлов МП. Эта информация находится на шине данных в течение действия сигнала SYNC, всегда появляющегося в первом такте любого машинного цикла. Информация о состоянии МП по сигналу строба выдачи слова состояния записывается в специальный внешний регистр состояния и хранится в нем до появления следующего строба, т.е. в течение всего оставшегося времени машинного цикла. Строб выдачи слова состояния формируется вне МП логическим перемножением сигналов Ф1 и SYNC (см. рис.).
|
|
Таким образом, шина данных в течение короткого промежутка времени используется для выдачи и записи во внешний регистр слова состояния внутренних узлов МП, а остальное время – по своему прямому назначению. |
|
Рис. Выдача слова состояния внутренних узлов МП. |
Казалось бы естественным для выдачи информации о состоянии МП использовать дополнительные выводы, аналогичные тем, которые используются для выдачи сигналов WR, DBIN, SYNC И ДР. Однако допустимое число выводов, подключаемых к одному кристаллу ИМС, весьма ограничено. Искусственное мультиплексирование шины данных позволяет уменьшить число выводов МП.
Информация о состоянии внутренних узлов МП показывает, какие действия будут выполняться в течение текущего машинного цикла. Существует 10 разновидностей машинных циклов и соответствующих им различных слов состояния МП, приведенных в табл. 1, где каждый разряд слова формирует соответствующий сигнал. Названия и назначения этих сигналов указаны в табл.2. Выполнение любой команды всегда начинается с первого машинного цикла (М1), называемого основным. Временные диаграммы выполнения этого цикла изображены на рис. Перед началом цикла в программном счетчике РС установлен адрес первого байта очередной команды.
Табл.1. Значение разрядов слова состояния МП для различных маш.циклов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
