Место МП техники среди других средств измерения

состоянии сигнала «0». Разрядность магистрали данных обычно кратна разрядности МП и часто с ней совпадает. Пример: Процессор 8080 является 8-разрядным. 8086 – 16-ти разрядный, шина данных – 16 разрядная, 8088 – 16-ти разрядный, шина данных – 8-ми разрядная. Магистрали адреса и данных имеют возможность перехода в третье состояние.

3. Магистраль управления – по этой магистрали передаются сигналы управления, формируемые МП и некоторыми устройствами ввода-вывода, а также сигналы синхронизации, формируемые внешним или внутренним генератором (синхронизатором). т.о магистраль управления представляет собой совокупность однонаправленных шин, часть из которых предназначена для передачи сигналов от МП, часть к МП. У каждого МП и БИС, входящих в его комплект существует своя система управляющих сигналов, однако, часть сигналов является общей для всех микропроцессорных систем (МПС). Набор этих сигналов образует интерфейс МП.

1) RESET (RST) – сигнал сброса – по этому сигналу, который подается на вход МП на прямую, либо через формирователь, происходит сброс системы в начальное состояния. МП начинает выполнять программу с начального адреса.

2) CLK (CLC, CLOCK) – сигналы внутренней синхронизации – сигналы, вырабатываемые внутренним или внешним генератором, обеспечивающие синхронизацию обмена в МПС.

3) Сигналы управления чтением и записью. При этом различают чтение, запись для памяти и сигналы чтения, записи для УВВ.

a) , – формируются МП на отдельных выводах при выполнении команд чтения памяти или запись в память, поступают на микросхему памяти, по этим сигналам производится запись данных в ячейку памяти по указанному адресу, либо чтение данных из ячейки памяти также по указанному адресу.

Если МП «хочет» записать в ячейку памяти по адресу 100, на А формируется 100, на D – передаются данные.

– высокий уровень (чтение)

– низкий уровень (запись)

Если МП «хочет» прочитать:

– низкий уровень

– высокий уровень

Если МП не обращается к памяти

– высокий уровень

– высокий уровень

Сигналы MEMR, MEMW (чтение памяти, запись памяти) формируются в МП на основе выполняемых МП команд при обращении к памяти. Сигналы IOP, IOR также формируются МП при обращении к внешним устройствам. Т.о. для каждого набора управляющих сигналов имеется свой набор команд. Сигналы IRQ – это сигналы запросов на прерывание от внешних устройств, формируется контроллерами и адаптерами внешних устройств, поступают на вход подсистемы прерываний. Задача подсистемы прерывания – зафиксировать запрос, выявить приоритетный, сформировать сигнал INT для МП блока и ждать его реакции. МП, получив сигнал INT, анализирует текущий процесс, выявляет возможность прерывания этого процесса и если возможность имеется, то сохраняет данные о текущем процессе в памяти системы и переходит в состояние обслуживания прерывания. О переходе в это состояние информирует. Подсистема прерываний, получив сигнал INTA, передает по шине данных в МП вектор прерывания (либо адрес, либо число). Назначение селектора адреса (СА) – сформировать сигнал выбора отдельных микросхем (чипов), входящих в МПС. Сигналы, которые формируются СА называются Chip Select(CS). Входными сигналами для СА являются старшие разряды МА. Выходными – CS. Каждая адресуемая микросхема в МПС имеет свой вход CS. Если на этом входе высокий уровень, то микросхема не доступна ни для чтения, ни для записи, ее входы находятся в третьем состоянии.

Виды адресации МПС

1. неявная

2. непосредственная

3. прямая

4. прямая регистровая

5. косвенная

6. косвенная регистровая

7. индексная

8. базовая

9. относительная

10. адресация с авто увеличением /уменьшением (с инкрементированием и декрементированием)

11. стековая

12. страничная

13. сегментная

14. виртуальная

1. Неявная адресация – способ, при котором местонахождения операнда или команды фиксировано, т.е. в коде команды адрес операнда не указывается, тем не менее операция с ним производится.

Базовая логическая структура однокристального микропроцессора.

Обеспечить нагрузочную способность шины данных и возможность третьего состояния этих шин.

Регистр флагов фиксирует в своих разрядах текущее состояние микропроцессора, результат выполнения операции, как правило, арифметической.

Текущие режимы управления.

Формат регистров признаков у каждого регистра свой.

Флаги:

S(Sign) – характеризует результат выполнения операции. Если результат был «+», то 0, если «-», то 1.

Z(Zero) – устанавливается в «1», если результат вычисления «0» (в некоторых процессорах отображается результат аккумулятора).

P (Parity) – флаг четности – устанавливается таким образом, что общее число единиц всегда четно (нечетно).

C(Carry) – флаг переноса – устанавливается в «1» при операции сдвига влево или вправо. При сдвиге влево в этот флаг переносится значение старшего разряда, вправо – младшего. Может использоваться как признак переполнения, т.к. устанавливается в «1» , если в результате выполнения арифметической операции результат оказался больше формата информационного слова.

АС – флаг дополнительного переноса – устанавливается в «1», если в результате выполнения арифметической операции произошел перенос «1» из разряда D3 в D4, либо

D4→ D3.

ПЗУ – хранит постоянные «00», «06», «60», «66» используется для операций двоично-десятичной коррекции после выполнения операции DAA при необходимости получения двоично-десятичного числа.

БМУС (блок местного управления и синхронизации) – в этом блоке формируются все сигналы управления как внутренние, так и внешние.

РгК (регистр команд) – хранит коды команд извлеченной памяти системы.

ДшК (дешифратор команд) – дешифрирует для блока управления.

Ак (аккумулятор) – регистр, в который помещается результат любой арифметической операции. Регистр аккумулятор полностью программно не доступен, поэтому используется не только как хранилище результата, но и как регистр общего назначения. Для микропроцессора аккумуляторно – регистровой архитектуры единственной точкой назначения результата арифметической операции является аккумулятор.

Для микропроцессора регистрово – регистровой архитектуры такой точкой может быть любой другой регистр общего назначения.

Блок регистров общего назначения – это набор ячеек быстродействующей памяти, доступной как для чтения, так и для записи, расположенных непосредственно на кристалле, то есть в непосредственной близости от АЛУ.

Все регистры имеют свои символические имена. В кодах команд используются коды регистров.

Формат команды.

0 0 0 0 1 0 1 0

СОЗУ – сверх оперативное запоминающее устройство.

Блок регистров специального назначения – набор регистров, обеспечивающих различные режимы адресации. В зависимости от сложности процессора набор этих регистров может быть различным. Сюда входят регистры адреса, индексные, сегментные регистры, а также регистр словосостояния процесса, счетчик команд, регистр указатель стека, регистр команд. Ряд регистров может быть доступен как для чтения, так и для записи, некоторые регистры только для чтения, регистр адреса не для чего не доступен.

Регистр – счетчик команд (РС или IP).

Особенность – в счетчике команд хранится адрес или часть адреса следующей команды. Для того, чтобы изменить последующее выполнение программы достаточно изменить содержимое счетчика команд. Это делается: а) автоматически (процессор автоматически изменяет содержимое счетчика команд), б) программно, то есть содержимое счетчика команд изменяется за счет исполнения команды вызова подпрограммы или команды обработки прерывания, либо за счет явной записи нового значения счетчика команд.

Регистр словосостояния процесса (PSW) – характеризует текущее состояние, в некоторой степени подобен регистру флага, то есть каждый раздельный разряд характеризует различное состояние. Формат слова специфичен для каждого типа процессора.

Регистр флагов характеризует результат операций, произведенных в АЛУ, а словосостояние характеризует текущий исполняемый процесс.

Регистр указатель стека.

Под стеком понимается область памяти, то есть совокупность ячеек организованных так, что обращение к ней происходит в некоторой последовательности. Сущность принципа обращения к стеку:

1) LIFO (Last In First Out) – в SP хранится адрес (верхушка) стека (чтение стека идет сверху и поочередно). При чтении стека идет его опустошение.

2) FIFO (First In First Out) – организована работа по принципу очереди.

Стек организованный по принципу LIFO в первую очередь используется при вызове подпрограмм, при обработке внешних и внутренних прерываний и в других случаях по решению программиста. Команды записи в стек характеризуются коротким временем выполнения, так как организованы по принципу неявной адресации – за счет этого запись в стек (память) некоторого слова данных производится значительно быстрее, чем запись этого же слова данных при использовании другого способа адресации.

Стек – область памяти, которую указывает