Цифровые устройства и микропроцессорные системы. Задачи и упражнения: Учебное пособие (Представление чисел и арифметические операции в цифровых устройствах. Микропроцессорные устройства и системы на базе МП КР580ВМ80), страница 48

6.121. Составить схему алгоритма и циклическую микропрограмму для МПС (см. рис. 6 3), имитирующую непрерывную работу 8-разрядного кольцевого регистра, в котором циркулирует одна единица. Вывод информации в регистр Q должен производиться полубайтами 0000, 0001, 0000, 0010, …, 1000, 0000, 0000, 0001 и т. д. (запятые указаны условно).

6.122. Задание то же, что в задаче 6.121, но кольцевой регистр должен быть: а) 12-разрядным; б) 16-разрядным; в) 48-разрядным; г) 10-разрядным.

6.6. МИКРОПРОЦЕССОР TMS 320101

Современный этап развития радиоэлектронной аппаратуры характеризуется широким применением методов цифровой обработки сигналов (ЦОС), реализуемых с помощью микропроцессорных средств. Появился целый класс так называемых сигнальных процессоров, характерным примером которых является семейство TMS 320 [24—27, 32]. Приборы этого семейства применяются в тех случаях, когда требуется высокое быстродействие и неизбежны большие вычислительные затраты. Процессор TMS 32010 является первым из семейства приборов серии TMS 320 Он способен выполнять 5 млн. опер/с. Такая высокая производительность является результатом разработки эффективной системы команд и высокоразвитой конвейерной архитектуры[1]

Основные характеристики МП TMS 32010

В процессоре реализована арифметика с фиксированной точкой в двоичном дополнительном коде. Процессор адресует восемь портов ввода и восемь портов вывода данных. Существует модификация процессора с ПЗУ емкостью 3 Кбайт на одном кристалле с процессором (TMS 320М10); имеется возможность расширения внешней программной памяти до общего объема 8 Кбайт при сохранении максимальною быстродействия.

Рис. 6.6. Структурная схема МП TMS 32010

Для достижения высокого быстродействия и гибкости в основу процессора TMS 32010 положена модифицированная гарвардская архитектура (рис. 6.6), в которой программная память и память данных расположены в двух различных областях. Это позволяет полностью совместить во времени процессы выборки и выполнения команд. В отличие от традиционной гарвардской архитектуры версия, использованная при реализации TMS 32010, позволяет осуществлять передачи между областями программной памяти и памяти данных, увеличивая тем самым гибкость вычислительного устройства. Максимальная емкость прямо адресуемой памяти составляет 4 К 16-разрядных слов. При этом в качестве внешней необходимо использовать память со временем доступа менее 100 нс. Память данных представляет собой ОЗУ емкостью 144 16-разрядных слов, расположенное на кристалле. Из этого ОЗУ считываются операнды команд; из памяти, расположенной вне кристалла, нельзя непосредственно считывать операнды команд.

Рис. 6.7. Схема выполнения команд в МП TMS 32010.

На рис. 6.7 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие процедуру совмещения операций предварительной выработки и выполнения команды.

Процессор содержит четыре основных арифметических узла: АЛУ, аккумулятор (ААС), умножитель и устройство сдвига. АЛУ предназначено для выполнения операций сложения, вычитания и логических операций над …-разрядными словами. Один из операндов берется из аккумулятора, второй поступает либо из регистра (Р) произведения умножителя, либо с внутренней …. данных с возможностью сдвига влево на 0…15 разрядов. Результат операции заносится в аккумулятор. Имеется возможность работы аккумулятора с насыщением, когда при переполнении АЛУ аккумулятор загружается самым большим по абсолютной величине положительным или отрицательным числом, в зависимости от знака переполнения.