Московский Институт Электроники и Математики
(технический университет)
Кафедра ИТАС
РЕФЕРАТ
по курсу : «ЭВМ и периферийные устройства»
на тему: Микропроцессор В1801ВМ1 его структура и система команд.
Выполнил: студент группы АП-41
Волков А. А.
МОСКВА 1998
Структура микропроцессора В1801ВМ1
Однокристальный 16-разрядный микропроцессор К1801ВМ1 предназначен для
выполнения следующих функций:
вычисление. адресов операндов и команд.
обмен информацией с другими устройствами; подключенными к системной
магистрали;
обработка операндов;
обработка прерываний от клавиатуры и устройств пользователя,
подключенных к разъему порта ввода-вывода.
Процессор является единственным активным устройством микроЭВМ,
управляющим циклами обращения к системной магистрали и обрабатывающим
прерывания от пассивных устройств, которые могут посылать или принимать
информацию только под управлением процессора.
Микропроцессор К1801ВМ1 работает в БК с тактовой частотой 3 МГц и
содержит следующие основные функциональные блоки :
16-разрядный операционный блок, служащий для формирования адресов команд
и операндов, выполнения логических и арифметических операций, хранения
операндов и результатов;
блок микропрограммного управления, вырабатывающий последовательность
микрокоманд, Соответствующую коду принятой машинной команды. Этот блок
построен на базе программируемой логической матрицы (ПЛМ). содержащей
250 логических произведений;
блок прерываний, организующий приоритетную систему прерываний (прием и
предварительная обработка внешних и внутренних запросов на прерывание);
интерфейсный блок, обеспечивающий обмен информацией между
микропроцессором ром и прочими устройствами, подключенными к системной
магистрали. Этот же, блок осуществляет арбитраж при операциях прямого
доступа к памяти, формирует
последовательность. управляющих сигналов:
блок системной магистрали, связывающий внутреннюю магистраль
однокристального микропроцессора с внешней, управляющий усилителями
приема и передачи информации на совмещенные выводы адресов и данных;
схема тактирования, обеспечивающая синхронизацию работы внутренних
блоков микропроцессора.
Система команд, реализованная в ПЛМ блока микропрограммного управления
микропроцессора К1801BM1, совпадает с системой команд наиболее
распространенных отечественных мини- и микро-ЭВМ типа «Электроника 60»
(ДВК-2. 3, 4 и т.п.) и практически аналогична принятой для компьютеров
серии DEC. Предусмотрен также ряд специальных команд, предназначенных
для работы с системным ПЗУ К1801РЕ1.
Сигналы AD0-AD15 представляют собой адреса и данные, передаваемые по
совмещенной системной магистрали. Передача адресов и данных по одним и
тем же линиям связи обеспечивается путем разделения этих операций во
времени.
Группа сигналов SYNC, DIN, DOUT, WTBT, RPLY служит для управления
передачей информации по системной магистрали:
SYNC- вырабатывается процессором как указание, что адрес находится на
выводах системной магистрали, и сохраняет активный уровень до окончания
текущего цикла обмена информацией;
RPLY- вырабатывается пассивным устройством в ответ на сигналы DIN и
DOUT. При отсутствии сигнала RPLAY (т. е. когда выбранное устройство-
регистр или ячейка памяти – не отвечает) процессор отсчитывает 64 такта
синхрогенератора и затем io?aaaouaaao прерывание по зависанию (вектор
4);
DIN- предназначен для организации ввода данных (когда микропроцессор во
время действия сигнала SYNC готов принять данные от пассивного
устройства) и ввода адреса вектора прерывания (DIN вырабатывается
совместно с сигналом IAK0 при пассивном уровне SYNC);
DOUT- означает, что данные, выдаваемые микропроцессором, установлены на
выводах системной магистрали;
WTBT- указывает на работу с отдельными байтами и вырабатывается при
обращении по нечетному адресу (операнд – старший байт) или при отработке
байтовых команд.
Сигнал VIRQ является запросом на прерывание от внешнего устройства,
информирующим микропроцессор о готовности устройства передавать адрес
вектора прерывания. Если прерывание разрешено, то в ответ на этот сигнал
процессор вырабатывает сигналы DIN и IAK0.
Сигнал IRQ1 обеспечивает управление режимом «NOII-IONE» процессора с
внешнего переключателя. Низкий уровень сигнала (активный) соответствует
режиму «СТОП».
Сигналы IRQ2 и IRQ3 вызывают прерывания по фиксированным векторам 1008 и
2708 соответственно (при переходе из высокого уровня в низкий) .
Сигнал предоставления прерывания IAK0 процессор вырабатывает в ответ на
внешний сигнал VIRQ. Сигнал IAK0 передается по очереди, начиная с
устройства с максимальным приоритетом, ретранслируясь от одного
устройства к другому в порядке уменьшения приоритетов. Устройство с
наибольшим приоритетом из числа выставивших запрос на прерывание (сигнал
VIRQ) запрещает дальнейшее распространение сигнала IAK0, таким образом
запрещая на время обработки данного прерывания запросы от устройств с
тем же или более низким приоритетом. Однако устройства с более высоким
приоритетом могут прервать обработку повторным («вложенным»)
прерыванием.
Сигнал DMR вырабатывается внешним активным устройством, требующим
передачи ему системной магистрали (режим прямого доступа к памяти). В
ответ па него процессор устанавливает сигнал DMGO, предоставляющий
системную магистраль внешнему устройству с наивысшим приоритетом из
числа запросивших прямой доступ (механизм реализации приоритетов – тот
же, что и для прерываний). Это устройство прекращает дальнейшее
распространение сигнала DMGO и выставляет сигнал SACK, означающий, что
устройство прямого доступа к памяти (ПДП) может производить обмен
данными, независимо от процессора используя стандартные циклы обращения
к системной магистрали.
Низкий уровень сигнала BSY означает, что микропроцессор начинает обмен
по магистрали (т.е. что она занята для других устройств). Переход
сигнала из низкого уровня в высокий указывает на окончание обмена.
Сигнал аварии источника питания DCLO вызывает установку микропроцессора
в исходное состояние и появление сигнала INIT. Сигнал аварии сетевого
питания ACLO вызывает переход микропроцессора на обработку прерывания по
сбою питании (высокий уровень свидетельствует о нормальном сетевом
напряжении).
Сигнал SEL1 инициализирует обращение к регистру управления системными
внешними устройствами, а сигнал SEL2 – к регистру порта ввода-вывода.
Направление обмена данными между микропроцессором и регистрами
определяется сигналами DIN или DOUT соответственно. Выставление сигнала
RPLY от этих регистров не требуется. Длительности сигналов SEL1 и SEL2
совпадают с длительностью сигнала BSY.
Сигнал INIT является ответом микропроцессора на сигнал DCLO и
используется, как правило, для установки периферийной части системы в
исходное состояние.
Общие характеристики микропроцессора К1801ВМ1
Представление чисел В дополнительном коде с фиксированной запятой
Виды команд Безадресные, одноадресные, двухадресные
Виды адресации Регистровая, регистровая косвенная, автоинкрементная,
автоинкрементная косвенная, автодекрементная, автодекрементная
косвенная, индексная, индексная косвенная
Количество регистров общего значения 8
Количество уровней прерывания 4
Тип системной магистрали Q-bus (МПИ, ОСТ 11.305.903-80)
Адресное пространство, Кб 64
Тактовая частота, МГц До 5
Максимальное быстродействие при выполнении регистровых операций, оп./с
До 500000
Потребляемая мощность, Вт Не более 1
Напряжение питания, В +5 ( (5% )
Уровни сигналов, В: «лог.0»(активный уровень) Менее 0,5
«лог.1» Более 2,4
Нагрузочная способность по току, мА 3,2
Емкость нагрузки, пФ До 100
Технология изготовления N-МОП
Конструкция Плананарный металлокерамический корпус с 42 выводами
Система команд микропроцессора К1801ВМ1
Данный процессор содержит 8 регистров общего назначения (РОН,
обозначение в описании команд RN, aaea N=0..7)один внутренний регистр
состояния процессора PSW в котором задействовано 5 битов, каждый из
которых имеет свои имена:
C-бит переполнения
T-бит трассировки
V-бит арифметического переполнения
Z-бит равенства 0
N-бит отрицательного числа
Два регистра из РОН (R6 и R7) отвечают за следующие функции:
R6 (SP)-Указатель стека
R7 (PC)-Счетчик команд.
При описании команд, используются следующие обозначения:
«SS» – поле адресации операнда-источника
«DD» – поле адресации операнда-приемника
«XXX»- смещение (-128,…,+128; 8 бит)
«N» – число, 3 бита
«NN» – число, 6 бит
«(N)» -содержимое ячейки или регистра N
«s» – операнд -источник
«d» – операнд -приемник
«r» – содержимое регистра
« C,d * * * *
*061DD ROL(B) циклич. сдвиг влево C,d
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
