Информатика и выч. техника \ Микропроцессорные устройства

Введение в микропроцессоры. Конспект лекций по курсу "Микропроцессорные устройства", страница 9

Временные диаграммы выполнения  цикла чтения КОП приведены на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Временные диаграммы цикла чтения КОП

Временные диаграммы показывают (как и следовало ожидать), что все процессы в МП синхронизированы с синхросигналом встроенного тактового генератора (см. диаграмму BQ1) или с синхросигналом CLK, производным от сигнала BQ1. Частоты этих сигналов соотносятся друг с другом следующим образом: fclk = fbq / 2.

На рис. 2.3 приведен пример машинного цикла чтения КОП (М1), который состоит из шести тактовых периодов Т1...Т6, длительность каждого из которых равна периоду синхросигнала  CLK. В начале каждого машинного цикла (тактового периода Т1) активизируется сигнал ALE (формируется его фронт, см. момент времени t0). Исключения составляют только машинные циклы М2, М3 команд DAD, RDEL, DSUB, цикл М2 команды ARHL и цикл М3 команд LDSI и LDHI.

Кроме сигнала ALE  в такте Т1 (см. промежуток времени t0...t2) также формируются:

· младший байт адреса КОП на шине AD (см. диаграмму AD7...AD0), именно этот факт и подтверждается высоким уровнем сигнала ALE. То, что шина AD в Т1 работает на вывод отражено надписью ²Вы­ход²;

· старший байт адреса КОП на шине А (см. диаграмму А15...А8);

· сигнал IO/M# = 0 и сигналы состояния МП: S1 = 1; S0 = 1 (см. табл. 2.2).

Сигнал ALE дезактивируется в середине Т1 (см. момент времени t1), что позволяет использовать его  (в качестве синхронизирующего) для записи младшего байта адреса КОП во внешний регистр-защелку, поскольку младший байт адреса существует на шине AD только в течение первого тактового периода Т1.

Во втором тактовом периоде Т2 шина AD переключается на ввод и активизируется сигнал RD# (см. момент времени t2). В течение длительности промежутка времени t2...t3 от запоминающего устройства ничего не поступает (так проявляет себя инерционность запоминающего устройства), поэтому шина AD находится в третьем состоянии, что и отражено пунктирной линией на диаграмме AD7... AD0. В момент времени t3 данные от запоминающего устройства начинают поступать, но они еще нестабильны (до момента времени t4), что отражено штриховкой.

В середине третьего тактового периода Т3 дезактивируется сигнал RD#. Именно по фронту этого сигнала (см. момент времени t5) происходит запись КОП, который находится на шине AD, в регистр команд МП. Предполагается, что для корректной  записи в этот регистр длительности предустановки и удержания КОП (см. промежутки времени t4...t5 и t5...t6 соответственно на диаграмме AD7... AD0) достаточны. Цикл чтения КОП завершается в конце тактового периода Т3 (см. момент времени t6); при этом шина AD переходит в третье состояние, а на шине А может находится произвольный код. То, что шина AD в Т2, Т3 работает на ввод отражено надписью ²В­ход².

В тактовом периоде Т4 (имеется только в машинном цикле М1) МП декодирует полученный КОП и либо формирует Т5, Т6 (как в нашем примере), либо переходит к следующему машинному циклу (это зависит от прочитанного КОП).

Анализ временных диаграмм рис. 2.3 показывает, что они полностью отвечают требованиям, которые определены в п. 2.1.3. Цикл чтения КОП может вызвать любая команда.

2.4.3. Машинный цикл чтения памяти

Временные диаграммы цикла чтения памяти приведены на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Временные диаграммы цикла чтения

На этом рисунке приведены диаграммы двух циклов чтения:

· без тактов ожидания (см. промежуток времени t0...t2);

· c тактом ожидания  (см. промежуток времени t2...t7).

Сравнение диаграмм рис. 2.4 с диаграммами рис. 2.3 показывает, что циклы чтения КОП и чтения памяти отличаются только тем, что цикл чтения памяти состоит только из трех Т (если нет тактов ожидания) и сигнал S0 для него равен нулю. Кроме этого, данные, считываемые из памяти, могут быть записаны в аккумулятор или любой РОН.

Такты ожидания Тож позволяют МП работать с медленной памятью, поскольку увеличивают длительность сигнала чтения RD# на целое число тактовых периодов МП (в нашем примере на один период), что увеличивает время предустановки данных при записи их во внутренний регистр МП.

Скачать файл