Мікропроцесорні комплекти

План

1 Класифікація мікропроцесорних комплектів

2 Склад та призначення мікропроцесорного комплекту серії КР580

3 Призначення блоків МПК КР580

1 Всі мікро-ЕОМ, а також багато пристроїв, блоків та вузлів ЕОМ інших класів побудовані з використанням великих інтегральних схем, що входять у різні мікропроцесорні комплекти (МПК). Під МПК ВІС розуміється сукупність мікропроцесорних й інших інтегральних мікросхем, сумісних по технологічному й конструктивному виконанню й призначених для спільного використання при побудові різних засобів обчислювальної техніки: мікропроцесорів, мікроконтролерів і т.п.

Основою кожного МПК ВІС є мікропроцесор, побудований на одній або декількох ВІС. Однак одного тільки мікропроцесора недостатньо для побудови як мікро-ЕОМ, так і різних пристроїв керування на їхній основі. Будь-яка мікропроцесорна система повинна включати засоби для зберігання програм, даних і результатів обробки даних, засоби вводу-виводу інформації, у тому числі пристрої для зв'язку з об'єктами керування й засобами відображення результатів обробки.

Існують МПК ВІС, що розрізняються набором ВІС та їхньою функціональною повнотою, конструкцією й технологією виготовлення. Розходження в МПК ВІС обумовлюють області їх найбільш ефективного застосування. Саме область застосування МПК ВІС може служити першою ознакою їхньої класифікації. За цією ознакою розрізняють універсальні й спеціалізовані МПК ВІС.

До універсальних МПК ВІС відносяться такі комплекти, на основі яких можуть бути побудовані різноманітні засоби обчислювальної техніки - мікро-ЕОМ різних типів. У цю групу входять комплекти КР580, К582, К587, К1804, К1810 й ін.

Спеціалізовані МПК ВІС призначаються для побудови тільки одного типу мікро-ЕОМ. У цю групу входять МПК ВІС К536, К581, К1801 й ін.

Наступною ознакою класифікації МПК ВІС може служити кількість мікропроцесорних ВІС у комплекті. Тут можна виділити мікропроцесори одно-, багатокристальні та з розрядно-модульною організацією (секційні мікропроцесори).

Однокристальний мікропроцесор являє собою функціонально й конструктивно закінчений пристрій для обробки даних фіксованої розрядності, що реалізує фіксовану систему команд. Наприклад, це ВІС КР580ИК80А и КМ1810ВМ86.

У багатокристальному мікропроцесорі окремі ВІС призначені для виконання строго певного набору функцій і можуть працювати автономно, а спільне їх використання забезпечує побудова мікропроцесора. Такий підхід до побудови мікропроцесора дозволяє створити більш складні у функціональному відношенні окремі вузли мікропроцесора в порівнянні з однокристальною реалізацією мікропроцесора. Багатокристальні мікропроцесори мають фіксовану розрядність. Система команд таких мікропроцесорів може бути як фіксованою, так і змінюваною у випадку, якщо пам'ять мікропрограм реалізується в окремій ВІС. Наприклад, це МПК ВІС К581.

Мікропроцесори з розрядно-модульною організацією складаються з ВІС, які призначені для обробки декількох розрядів даних або виконання певних керуючих операцій. Секційність ВІС забезпечує можливість нарощування розрядності оброблюваних даних або ускладнення пристроїв керування мікропроцесором при паралельному включенні ВІС. Паралельне включення мікропроцесорних секцій реалізується спеціальними ВІС, що також входять у МПК. Наприклад, це ВІС К589ИК02 і К1804ВР1.

2 У МПК серії КР580 процесор разом із пристроєм керування реалізованим у вигляді окремої ВІС має фіксовані розрядність і систему команд, " зашиту" у ВІС МПК. Мікро-ЕОМ, побудована на МПК із фіксованою розрядністю й обмеженою кількістю магістралей, має типову для даного типу МПК структуру.

Мікропроцесорний комплект серії КР580 містить у собі мікросхеми:

1. мікропроцесорна ВІС КР580ИК80А;

2. програмувальний паралельний інтерфейс КР580ВВ55;

3. програмувальний послідовний інтерфейс КР580ВВ51;

4. програмувальний контролер переривань КР580ВН59;

5. програмувальний контролер прямого доступу до пам'яті КР580ВТ57;

6. програмувальний таймер КР580ВИ53;

7. програмувальний контролер електронно-променевої трубки КР580ВГ75;

8. програмувальний контролер клавіатури й індикації КР580ВВ79;

9. системні контролери й шинні формувачі КР580ВК28 і КР580ВК38;

10. буферні регістри КР580ИР82 і КР580ИР83;

11. шинний формувач КР580ВА86;

12. генератор тактових імпульсів КР580ГФ24.

Обмеження по кількості магістралей у МПК такого типу приводять до необхідності організації послідовної обробки інформації, що обумовлює відносно повільне виконання команд. При тактовій частоті генератора 2 МГц час виконання команд коливається від 2 до 8 мкс.

Мікропроцесорний комплект ВІС серії КР580 призначений для створення широкого класу засобів обчислювальної техніки й обробки інформації. На основі комплекту будуються мікро-ЕОМ контрольно-вимірювальних систем, мікро-ЕОМ для керування технологічними процесами, контролери периферійних пристроїв, побутових приладів й ігрових автоматів. МПК КР580 виконаний по n -МОН технології й по напругах логічних рівнів погодиться з ІС ТТЛ.

3 Центральний процесорний елемент КР580ИК80А є функціонально закінченим однокристальним паралельним 8-розрядним мікропроцесором з фіксованою системою команд. У мікропроцесорі відсутні можливості апаратного нарощування розрядності оброблюваних даних.

Мікропроцесорна ВІС розрахована на виконання логічних й арифметичних операцій з 8-розрядними числами у двійковій і десятеричній системах числення, а також операцій з подвійною розрядністю (з 16-розрядними числами).

Мікропроцесор КР580ИК80 має дві шини: односпрямовану 16-розрядну адресну шину (ША), двоспрямовану 8-розрядну шину даних (ШД), а також 12 сигналів керування (шість вхідних і шість вихідних).

Обмежене число виводів ВІС МП, відведених під керуючі сигнали, привело до того, що в самому мікропроцесорі формується тільки частина керуючих сигналів, необхідних для функціонування мікро-ЕОМ. Формування системних керуючих сигналів для звертання до пам'яті й ЗП виробляється в зовнішніх, стосовно МП, схемах, наприклад у системних контролерах КР580ВК28 і КР580ВК38 або спеціальних регістрах. Для цього в регістр завантажується слово стану МП - керуюче слово. Слово стану завантажується в зовнішній регістр на початку кожного машинного циклу й визначає його тип - один з 10 машинних циклів, які можуть бути ініційовані при виконанні команди в даному мікропроцесорі.

Програмувальний паралельний інтерфейс КР580ВВ55 забезпечує підключення ЗП до шини даних системного інтерфейсу мікро-ЕОМ через три двоспрямованих канали (порти) вводу-виводу: А, В та С.

Програмувальний послідовний інтерфейс КР580ВВ51 - універсальний синхронно-асинхронний приймально-передавач. ВІС має у своєму складі два незалежних послідовних інтерфейси: вводу (приймач) і виводу (передавач). Зв'язок приймача й передавача ВІС із системним інтерфейсом мікро-ЕОМ здійснюється через двоспрямований буфер даних по шині даних.

Програмувальний контролер переривань КР580ВН59 використовується для організації в мікро-ЕОМ багаторівневої векторної системи переривань. Одна ВІС КР580ВН59 забезпечує прийом й обробку восьми сигналів переривання. Можливо спільне використання до восьми ВІС, тобто збільшення числа сигналів переривання до 64. Любий сигнал або група сигналів переривання можуть бути програмно заборонені (замасковані).

Програмувальний контролер прямого доступу до пам'яті КР580ВТ57 призначений для керування обміном даними між ЗП й основною пам'яттю мікро-ЕОМ у режимі прямого доступу до пам'яті (ПДП). Контролер управляє процесом надання прямого доступу до пам'яті, формує в процесі обміну послідовність адрес осередків пам'яті й сигнали керування обміном.

Програмувальний таймер КР580ВИ53 призначений для реалізації таких досить розповсюджених керуючих функцій мікро-ЕОМ, як формування часових інтервалів, підрахунок числа зовнішніх подій, генерація сигналів змінної частоти й т.п.

Для формування сигналів, призначених для дисплея й індикації й обробки сигналів, що надходять із клавіатури розроблений ВІС програмувального контролера електронно-променевої трубки КР580ВГ75 та програмувального контролера клавіатури й індикації КР580ВВ79.

Численні функції в мікро-ЕОМ на основі МПК КР580, пов'язані з формуванням системних керуючих сигналів, організацією й керуванням роботою системних шин і шин зв'язку із ЗП, реалізуються з використанням системних контролерів й шинних формувачів КР580ВК28 і КР580ВК38, буферних регістрів КР580ИР82 і КР580ИР83, шинного формувача КР580ВА86 та генератора тактових імпульсів КР580ГФ24.

Домашнє завдання:

[5] С. 31-33, 111

[4] С. 64-77

[1] С. 162-177