1.Завдання Розробити спеціалізовану мікропроцесорну систему у складі *

1.Процесор Є

2.Сопроцессор Є/НІ

3.ОЗП ХХХ КВ

4.ПЗП ХХХ КВ

5.Порти введення Х_ штук

6.Порти виведення Х_ штук

7.ПКП Є/НІ

8.Таймер Є/НІ

9.ПДП Є/НІ

* Примітка: Відповідний склад визначається викладачем

2. Основні функціонально-конструктивні пристрої

2.1. Мікропроцесор.

2.1.1. Загальні відомості.

Состав МПК наведений у табл. 1.1

Таблиця 1.1

Центральний процесор

Арифметичний співпроцесор

Спеціалізований процесор уведення-виводу

Генератор тактових сигналів

Системний контролер

Арбітр системної шини

Контролер динамічної пам'яті

Інтервальний таймер

Контролер прямого доступу до пам'яті

Програмувальний контролер переривань

Регістр засувка

Шинний формувач

Гранично припустимі умови експлуатації МПК ВІС: температура навколишнього середовища 0...70 °С; напруга на будь-якому виводі щодо корпуса – 1,0... + 7 В.

Центральний процесор здійснює загальну обробку даних і керування блоками системи відповідно до заданої програми. Характерною рисою МП є можливість часткової реконфігурації апаратної частини для забезпечення роботи у двох режимах – мінімальному й максимальному.

У мінімальному режимі МП формує всі сигнали для керування всеукраїнським інтерфейсом МПС і використовується для побудови однопроцесорних контролерів і мікроЕОМ. При цьому для побудови блоку центрального процесора використовується мале число ІС: генератор, буферні регістри і шинні формувачі.

У максимальному режимі МП використовується для побудови багатопроцесорних систем (МПС), у яких сигнали керування шиною виробляються системним контролером на підставі коду, сформованого МП.

Арифметичний співпроцесор, називаний також співпроцесором числових даних, підключається паралельно центральному процесору й виконує призначені йому команди із загального зі ЦП потоку команд. Обидва процесори фактично працюють поперемінно, причому співпроцесор є залежним від центрального процесора. Процесор уведення-виводу і ЦП є незалежними, і кожний з них виконує власний потік команд, що дозволяє розпаралелити виконання програми.

Центральний процесор має убудовані засоби для координації роботи процесорів обох типів у багатопроцесорній системі. Ці засоби дозволяють здійснювати поділ і відключення магістралей за допомогою сигналів по лініях запиту – подання каналу, а також за допомогою ВІС арбітра магістралі.

Для організації системи пріоритетних переривань передбачений програмувальний контролер переривань (ПКП).

Більшу роль у реалізації функцій інтерфейсу зовнішніх пристроїв у МПС, виконують програмувальні ВІС інтерфейсів і контролерів. Широка й постійно, що збільшується номенклатура, ВІС, використовуваних у мікропроцесорних системах на основі МП серії К1810, забезпечує розмаїтість функцій, простоту технічних рішень, компактність апаратної частини й в остаточному підсумку високу ефективність застосування цих систем.

Сегментація пам'яті забезпечує зручний механізм обчислення фізичних адрес і сприяє модульному проектуванню програмного забезпечення, що спрощує програмування й налагодження.

Для скорочення необхідного числа виводів ВІС молодші 16 адресних ліній мультиплексовані в часі з лініями даних і становлять єдину шину адреси/даних (ШАД). Чотири старші адресні лінії аналогічно мультиплексовані з лініями стану. Щоб сигнали цих ліній можна було використовувати в системі, їх обов'язково розділяють за допомогою зовнішніх схем, тобто здійснюють демультиплексування шин.

При виконанні операцій уведення – виводу використовуються 8- або 16-бітові адреси, так що крім доступу до основної пам'яті МП може звертатися до портів (регістрам уведення – виводу), сумарна ємність пам'яті яких становить 64 КБайт. У ВІС ВМ86 реалізована багаторівнева система переривань по векторі із числом векторів до 256. Адреси підпрограм переривання займають область ємністю 1 Кбайт, що розташовується в пам'яті, починаючи з молодших адрес. Передбачена також організація прямого доступу до пам'яті, при якому МП припиняє роботу й переводить у третій стан шини адреси, даних і керування.

Мікропроцесор ВМ86 з'явився як результат удосконалювання МП ВМ80, й архітектура обох процесорів має багато спільного. Програмно доступні вузли й система команд ВМ80 можуть уважатися підмножинами вузлів і системи команд ВМ86. Наступність цих мікропроцесорів виражається в програмній сумісності знизу нагору, завдяки якій для ВМ86 можна використовувати програмне забезпечення ВМ80. Хоча програми машинною мовою ВМ80 не можуть безпосередньо виконуватися мікропроцесором ВМ86, вони досить просто переводяться з мови асемблера ВМ80 на мову асемблера ВМ86.