Лабораторная работа № 3. Исследование работы и устройства
МП КР580ВМ80/КР580ВМ80А
Цель работы: Ознакомление с работой микропроцессора КР580 и работой эмулятора emКР580.
Теоретическая часть
Микропроцессор КР580ВМ80А представляет собой изготовленную по n-МОП технологии БИС, содержащую около 5000 транзисторов. БИС процессора реализована на кремниевом кристалле размером около 30 мм2, заключенном в корпусе с 40 выводами. Длина слова процессора равна 8 разрядам. Тактовая частота процессора равна 2 МГц. Каждая команда выполняется за 1..5 машинных циклов, каждый из которых состоит из 3..5 тактов. Таким образом, средняя производительность оценивается на уровне 200..300 тыс. оп/c на частоте 2 МГц. Уровни напряжения питания: +5, –5 и +12 В.
Микропроцессор имеет раздельные 16-разрядную шину адреса и 8-разрядную шину данных. 16-разрядная шина адреса обеспечивает прямую адресацию внешней памяти объемом до 64 Кбайт и 256 устройств ввода/вывода.
Изначально выпускался НПО «Кристалл» (г. Киев, Украина), впоследствии на заводах «Днепр» (г. Херсон, Украина), «Квантор» (Тернопольская обл., Украина), «Квазар» (г. Киев, Украина), «Электроприбор» (г. Фрязино, Россия).
Элементы архитектуры мп-системы на базе kp580
Рис. 1. Основные компоненты МП-системы.
Общая структура системы на базе микропроцессора KP580 показана на рис.1. В ней выделяют три основных компонента − центральный процессор, функции которого выполняет микропроцессор, память и средства ввода-вывода.
Микропроцессор является единственным активным компонентом системы и реализует следующие функции:
1) управляет выполнением команд программы: выбирает команду, считывает операнды, преобразует их в соответствии со смыслом команды и определяет адрес следующей команды;
2) управляет обменом различной информацией между компонентами системы;
3) реагирует на разнообразные внешние сигналы.
Память МП-системы представлена программным энергонезависимым постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), допускающим только считывание хранимой информации, и полупроводниковой оперативной памятью (или запоминающим устройством с произвольной выборкой - ЗУПВ), выполняющей операции считывания и записи.
В функциональном отношении память состоит из однотипных ячеек, длина (разрядность) которых совпадает с длиной слова микропроцессора, т.е. составляет 8 бит (один байт). Ячейки пронумерованы, номера их называются адресами, и для обращения к ячейке достаточно указать ее адрес. Совокупность ячеек, к которым потенциально может адресоваться микропроцессор, называется адресным пространством памяти, а фактически имеющиеся ячейки образуют рабочее пространство памяти МП-систем.
Адресное пространство микропроцессора КР580 составляет 64 Кбайт (65536 ячеек). Адресное пространство графически изображается в виде столбца из 64 строк с двоичными адресами от 00…00 до II...II. Различные области адресного пространства группируются в блоки из последовательных ячеек, образующие так называемую карту памяти. Блоки могут относиться к аппаратным устройствам, например блоки ПЗУ или ЗУПВ или к программным образованиям, например основная программа, подпрограммы и др.
Средства ввода-вывода (ВВ) представлены портами ввода и вывода. Информация от устройств ввода поступает в порты ввода и считывается микропроцессором, а порты вывода воспринимают информацию от микропроцессора и передают ее в устройства вывода. В простейшем случае порты ввода и вывода − это буферные регистры, имеющие определенные адреса и выполняющие функции сопряжения МП-системы с разнообразными периферийными устройствами.