Устройство управления (уу)

УУ и Синхр. – устройство управления и синхронизации МП состоит из двух отдельно независимых частей:

• Первичного автомата, управляющего процессами внутри МП

• Логической схемы, обрабатывающей входные сигналы и формирующей управляющие сигналы в микропроцессорной системе.

Микрокоманды могут быть двух видов:

1 Управляющие 31-1 - ВР1 используется для изменения последовательности команд в зависимости от тех или иных условий.

2 Операционные 31-0 - ВР0 - слово управляет вентильными схемами.

Сигналы устройства управления:

ПМ	DBIN	Прием МП – сигнал высокого уровня, информация на ШД будет считана в МП
ВД	WR	Выдача данных – сигнал инверсный низкого уровня, показывает, что МП выставил на ШД информацию
ЗПР	INT	Запрос на прерывание – сигнал запроса прерывания высокого уровня от внешнего устройства. Каждому сигналу соответствует своя программа прерывания.
РПР	INTE	Разрешение прерывания – сигнал высокого уровня, показывает, что внутренний триггер прерывания в устройстве управления МП установлен в «1», т.е. МП переходит в режим обслуживания прерываний
ЗПДП	HOLD	Запрос прямого доступа в память – сигнал высокого уровня, указывает на зарос другими устройствами прямого доступа к памяти (чтение или запись), для увеличения быстродействия
ППДП	HLDA	Подтверждение прямого доступа в память – сигнал высокого уровня, указывает на перевод ША и ШД в состояние высокого сопротивления
ОЖ	WAIT	Ожидание – сигнал высокого уровня. Для работы с внешними устройствами
ГТ	READY	Готовность – сигнал высокого уровня, показывает на готовность внешнего устройства к обмену информацией, т.е. к синхронизации работы внешнего устройства с АЛУ
С1, С2	CLK1, CLK2	Тактовые импульсы от ГТИ для того, чтобы МП производил действия. Применяются непересекающиеся последовательности (сдвинутые относительно друг друга) для исключения гонок в узлах
СИНХР	SYNC	Начало машинного цикла МП, вырабатывается Устройством управления
СБР	RESET	Системный сброс. Находится на ГТИ и привязан к тактовой частоте. Обнуляется программный счетчик, сбрасывается УС и устройство переходит к начальной загрузке операционной системы или программы.

Работа управляющего автомата. Цикл и такт

Форматы команд:

1. В1 – однобайтные

2. В1, В2 – двухбайтные

3. В1, В2, В3 – трехбайтные

Команды должны располагаться последовательно в ячейках: в 1 ячейке код команды, в остальных – информация, отличная от кода.

МЦ – машинный цикл – время выборки (извлечения) кода команды или 1 байта команды.

МТ – машинный такт – время одного периода тактовой последовательности.

УУ может находиться в одном из следующих состояний (машинных циклов): выборки (извлечения), декодирования, выполнения. Следует отметить, что МП всегда работает по принципу: извлечение - декодирование - выполнение

Строб /STSTB/ - сигнал малой длительности. Служит для вывода слова состояния SW МП для записи его в буферный регистр (во 2-м МТ). С его помощью МП знает, в какой МЦ вводить слово состояния. Вырабатывается ГТИ.

Выполнение рабочего цикла команды начинается с опроса триггера прерывания.

Если запрос прерывания поступил, то автомат передает управление программе обработки прерывания и выполняется соответствующая программа обслуживания данного запроса прерывания.

При отсутствии прерыванию управляющей автомат генерирует управляющие сигналы выборки команды из памяти и формирования в СК адреса следующей команды. После выборки команды автомат дешифрирует код операции (КОП) в команде и генерирует серию управляющих сигналов, соответствующих КОП, обеспечивая реализацию в МП заданной операции.

Код команды определяет количество машинных циклов, необходимых для выполнения данной команды. Каждая команда состоит из 1 до 5 машинных циклов. Каждый МЦ содержит от 3 до 5 машинных тактов.

Типы машинных циклов в зависимости от кода команды:

М1 – извлечение кода команды, М2 – Чтение памяти, М3 – Запись в память, М4 – Чтение стека, М5 – Запись в стек, М6 – Чтение внешнего устройства, М7 – Запись во внешнее устройство, М8 – Обслуживание прерывания, М9 – Обслуживание остановок, М10 – Обслуживание прерывания в режиме остановок.