- •В.М. Комаров
- •Рыбинск
- •Содержание
- •Указатель сокращений
- •Введение
- •1. Организация микропроцессорных систем
- •1.1. Типовая структура микропроцессорных систем
- •1.2. Структура и принцип действия микроЭвм
- •1.3. Организация устройств микроЭвм
- •1.3.1. Организация процессора
- •Операционный блок
- •Управляющий блок
- •1.3.2. Организация памяти
- •1.3.3. Организация интерфейса
- •Методы обмена данными
- •Синхронный обмен
- •Асинхронный обмен
- •Обмен по прерыванию
- •Обмен в режиме прямого доступа в память
- •2. Элементная база микроэвм
- •2.1. Состав элементов для построения микроЭвм
- •2.2. Однокристальные микропроцессоры к1810вм86/к1810вм88
- •2.2.1. Аппаратный интерфейс
- •2.2.2. Функциональный смысл внешних сигналов
- •2.2.3. Структура и принцип действия
- •2.2.4. Временные диаграммы функционирования
- •2.3. Генератор тактовых импульсов к1810гф84
- •2.4. Шинные буферы к1810ва86
- •2.5. Элементы памяти
- •2.5.1. Элементы постоянной памяти
- •2.5.2. Микросхемы энергонезависимой памяти фирмы Atmel
- •Общие сведения
- •Микросхемы памяти группы eeprom
- •Микросхемы памяти группы Parallel eeprom
- •Микросхемы памяти группы Flash Memory
- •2.5.3. Элементы оперативной памяти
- •2.6. Порты ввода/вывода
- •2.6.1. Порт ввода/вывода к1810ир82
- •2.6.2. Порт ввода/вывода к589ир12
- •2.6.3.Программируемый параллельный интерфейс кр580вв55а
- •Режим 0
- •Режим 1
- •Режим 2
- •3. Проектирование микропроцессорных систем
- •3.1. Представление системы как объекта проектирования
- •3.2. Основные этапы проектирования
- •3.3. Разработка архитектуры системы
- •3.4. Проектирование программных средств
- •3.4.1. Этапы жизненного цикла программы
- •3.4.2. Точная постановка задачи и формулировка требований к программе
- •Постановка задачи ввода данных в озу
- •3.4.3 Проектирование программы
- •Декомпозиция общей задачи
2.2.4. Временные диаграммы функционирования
Выполнение команд программы можно представить последовательностью циклов шины. В каждом цикле шины МП обращается к памяти или интерфейсу. Цикл шины инициируется шинным интерфейсом и содержит четыре обязательных такта Т1Т4. Временные диаграммы основного цикла шины при работе МП в минимальном режиме приведены на рис. 2.4.
В такте Т1 цикла шины МП выдает адресную информацию А19А16, А15А0 и , сопровождаемую стробом ALE. По спаду ALE эта информация должна быть зафиксирована во внешнем регистре-защелке, в котором будет сохраняться в течение всего цикла шины. Одновременно с адресной информацией выдается сигнал M/ , определяющий тип устройства (память или УВВ), к которому осуществляется обращение в текущем цикле шины.
В такте Т2 МП выдает на линии А19/S6А16/S3 и сигналы состояния S7S3, которые сохраняются до начала следующего цикла шины. Формирование остальных сигналов в тактах Т2Т4 зависит от типа выполняемого цикла шины.
В циклах чтения шина AD15AD0 переводится в высокоимпедансное состояние. Одновременно активируются сигнал приема информации и строб сопровождения данных . Сигнал направления передачи информации OP/ принимает активное значение еще в такте Т1. Под действием этих сигналов выбранное устройство выдает информацию на шину AD15AD0. Прием этой информации в МП осуществляется в такте Т3. В такте Т4 МП переводит шину AD в высокоимпедансное состояние, в котором она находится до начала очередного цикла.
В циклах записи данные из МП выдаются на шину, начиная с такта Т2, и сохраняются до середины такта Т4. Они сопровождаются сигналом выдачи данных , под действием которого записываются в выбранное устройство. Строб сопровождения данных появляется уже в такте Т1 и подготавливает буферы шины к передаче данных. Сигнал направления OP/ в циклах записи не формируется и сохраняет единичное значение. Такт Т4 в циклах записи выполняется так же, как и в циклах чтения.
Если в системе имеются устройства с недостаточным по сравнению с МП быстродействием, то при обращении к ним они должны сформировать сигнал неготовности READY = 0 не позднее, чем через 8 нс после начала такта Т3. В такте Т3 анализируется уровень сигнала на входе готовности READY, и при его нулевом значении МП переходит в состояние ожидания. В этом состоянии он исполняет такты ожидания Tw, в которых сохраняются значения всех сигналов на системной шине как и в такте Т3. После появления значения READY = 1 МП выходит из состояния ожидания и завершает текущий цикл шины.
Рис. 2.4. Временные диаграммы основного цикла шины
Цикл шины выполняется тогда, когда требуется заполнить очередь команд или осуществить обмен данными в процессе выполнения команды. Если цикл шины не требуется, то исполняются холостые такты Tn, в течение которых шинный интерфейс остается пассивным. Количество холостых тактов зависит от длительности выполняемой команды и может быть достаточно большим.
Более полные сведения о временных диаграммах, описывающих функционирование МП ВМ86/ВМ88 в различных режимах, приведены в [3].