Описание заданного комплекса технических средств

 

Назначение МПК серии К1814

 

Микропроцессорный комплект (МПК) серии К1814 предназначен для построения микро-ЭВМ, программно совместимой с мини-ЭВМ семейства СМ ЭВМ.

Широкие возможности МПК обеспечиваются как совершенством архитектуры центрального элемента, так и набором функций, выполняемых всеми микросхемами, входящими в комплект.

 

Область применения МПК серии К1814

 

Область применения: управление производством и технологическими процессами, сбор и обработка данных, решение научно-технических и экономико-статистических задач, проведение инженерно-конструкторских расчетов, моделирование и управление объектами в реальном масштабе времени.

Интегральные микросхемы серии К 1814, выполненные по р-МДП-технологии, представ­ляют собой однокристальные 4-разрядные мик­ро-ЭВМ, предназначены для построения мик­ропроцессорных систем управления.

В серию входят: однокристальная микро-ЭВМ (ОМ ЭВМ), которая содержит 4-разрядный процессор, ПЗУ программы емкостью 1 К 8-разрядных ко­манд, ОЗУ данных емкостью 64 4-разрядных слова, схемы ввода/вывода и встроенный так­товый генератор (КРI814ВЕ4); универсальная микро-ЭВМ (УМ ЭВМ), идентичная по архитектуре однокристальной и отличающаяся тем, что адресует внешние ЗУ программ и управляет внешней выходной ПЛМ (КРI814ВЕ3).

Однокристальные микро-ЭВМ выполняют функции специализированных микроконтрол­леров в соответствии с программой, хранящей­ся в масочно-программируемом ПЗУ, не могут быть применены в периферийных устройствах вычислительной техники, различной контроль­но-измерительной, медицинской и бытовой ап­паратуре. Универсальная микро-ЭВМ предна­значена для отладки программ в составе отла­дочных устройств и для самостоятельного при­менения в изделиях, производимых в малом количестве, когда разработка однокристально­го варианта экономически не целесообразна.

 

 

Рисунок.5. Архитектура однокристальной микро-ЭВМ (а)и отличительные особенности универсальной микро-ЭВМ (6)

 

Структура и функциональный состав МПК

 

Условные графические обозначения микросхем УМ ЭВМ и ОМ ЭВМ приведены на рисунке 6 и рисунке 7 соответственно, функцио­нальное назначение выводов микросхем ОМЭВМ показано в таблице 1, УМ ЭВМ – в таблице 1.

Структурная схема ОМ ЭВМ и отличитель­ные особенности УМ ЭВМ приведены на рисунке 7. Микро-ЭВМ построена с раз­делением. шин команд и данных, что позволя­ет использовать данные команды независи­мой разрядности, а также. реализовать конвей­ерный принцип выполнения операции. Четы­рехразрядная организация достаточна для вы­полнения большинства контроллерных функций и особенно удобна при использовании двоично-­десятичной арифметики.

Разделение шин команд и данных обуслов­ливает аппаратное и программное обеспечение адресации памяти и ОЗУ данных.

Адресное поле 1 К разбито на 16 страниц по 64 байта. Адрес страницы задается 4-раз­рядным регистром адреса страницы (РА), а 6-разрядный счетчик команд' (РС) адресует 64 команды внутри каждой страницы. РС не является последовательным счетчиком. Счет осуществляется по псевдослучайному закону, приведенному в таблица 1. Изменение порядка выборки команд программы осуществляется командами условного перехода BR, возврата из подпрограммы RETN. ПО командам BRи CALLосуществляется занесение РС 6-раз­рядного адреса перехода из адресного поля и 7 этих команд. Одновременно в РА загружается 4-разрядный адрес страницы переход, а из бу­ферного регистра адреса страницы РВ.

Для реализации длинных ветвлений в РВ перед командами BRили CALLзагружает страницы перехода из поля команды LDP. Ес­ли содержимое РА и РВ одинаково, то про­исходит короткое ветвление программы, если в РА из РВ за­гружается содержимое новой страницы, то происходит длинное ветвление программы с пе­реходом на другую страницу памяти. В слу­чае команды CALL врегистре возврата из подпрограммы SR запоминается адрес возвра­та в основную программу, а в РВ запомина­ется адрес страницы основной программы.

 

Рисунок.6 Условное графическое обозначения

универсальной микро-ЭВМ

Рисунок.7 Условное графическое обозначения

однокристальной ЭВМ

 

Таблица 1. Функциональное назначение выводов

Вывод	Обозначение	Тип вывода	Функциональное Назначение выводов
1 – 5, 29 – 31,        36 – 40 7 – 10 12, 16 – 19, 23 – 25 11 27 26 6, 15 20, 28	R8 – R12, R0 – R2, R3 – R7 D1, D2, D4, D5 Q7 – Q0 T G C Ucc GND	Выход     Вход Выход   Вход Выход Вход - -	Порт R Порт D Порт Q Сброс, тест Тактовый сигнал Тактовый сигнал Напряжение питания Общий

 

По командеRERNпроисходит возврат в исходную программу; при этом содержимое РВ пересылается в РА, а содержимое SR в РС. Команды BR и CALL  условны по состо­янию триггера состояния S и выполняются, если S =1. В противном случае ветвления не происходит и в следующем цикле РС адресу­ет следующую команду программы. Такая структура адресации памяти программ проста в программировании, но не позволяет осуще­ствлять вложение подпрограмм и длинные ветвления кподпрограмме.

Структура адресации ОЗУ данных также страничного типа. ОЗУ емкостью 64X4 бит, разбито на четыре страницы по 16 4-разряд­ных слова. Адрес страницы задается 2 разряд­ным регистром X, адрес слова внутри каждой страницы задается регистром Y. В отличие от регистра Xрегистр Yучаствует в операциях АЛУ и является регистром общего назначения (РОН). Изменение содержимого регистра Xосуществляется по командам «Загрузить ре­гистр X»(LDХ)и «Образовать дополнение со­держимого регистра Л" (СОМХ).

Четырехразрядное АЛУ выполняет опера­ции сложения, вычитания, арифметического и логического сравнения над операциями, посту­пающими с шины данных через входные муль­типлексоры. Результат арифметической опера­ции через выходной селектор в соответствии с микрокомандами  отсылается в один из РОН, аккумулятор или регистр Y, Одновременно с арифметическими операциями АЛУ производит сравнение входных величин и выработку приз­нака равенства или неравенства операндов. Результат сравнения (NЕ)или содержимое разряда переноса (CR) соответствующими микрокомандами могут пересылаться в триг­гер состояния.

Входными операндами АЛУ могут быть вы­ходные коды регистра Y, ОЗУ, мультиплексора данных СДВ, прямой или инверсный код акку­мулятора, константа 15.

Мультиплексор данных СДВ представляет собой логическую схему, предназначенную для выбора и передачи на шину данных входной информации из порта D, константы Сс шины команд или битовой маски для маскирования разрядов при выполнении операций над бита­ми.

Пересылки данных в РОН осуществляются через АЛУ путем сложения их с нулями.

Базовая система команд таблица.5 со­держит 43 команды. Выполняемые операции: пересылка, арифметические, арифметическое и логическое сравнение, поразрядная обработка слов памяти, загрузка констант, ввода/выво­да, адресации. Все команды однобайтовые и имеют один из четырех форматов согласно таблица.5. Декодирование кодов команд и формирование сигналов управления осущест­вляются дешифратором команд. На выходе де­шифратора формируется горизонтальный мик­рокод, разряды которого инициируют выполне­ние микрооперации. Часть дешифратора вы­полнена на базе ПЛМ мощностью в 30 про­изведений, причем матрица «И» ПЛМ осуще­ствляет непосредственное декодирование кода команды, а матрица «ИЛИ» выполняет функ­ции памяти микропрограмм. Управляющие сиг­налы, возбуждаемые на выходе ПЛМ, иници­ируют выполнение комбинаций из 16 програм­мируемых микроопераций. Для обеспечения возможности формирования сложных команд типа «Чтение—операция—запись» выбрана ор­ганизация выполнения микроопераций, обыч­ная для горизонтального микропрограммиро­вания.

Таблица 2. Функциональное назначение выводов

Вывод	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение выводов
1, 2 3 – 10 11 – 14 15 16 17 – 20   21 22 23, 24, 26 – 28 25, 48 29 30 31 – 43 44 – 47	PC5, PC6 K1 – K8 D1, D2, D4, D8 Ucc T PA1, PA2 PA3, PA4 Ф1 U QSL, Q8, Q4, Q2, Q1 GND G C R0 – R12 PC1 – PC4	Выход Вход Вход   Вход Выход   Вход - Выход     Выход Вход Выход Выход	Порт счетчика команд Порт шины команд Порт данных Напряжение питания Сброс Порт адреса страницы   Фазовый сигнал Технологический вывод Порт Q Общий Тактовый сигнал Тактовый сигнал Порт R Порт счетчика команд

 

Для некоторых операций, связанных с ад­ресацией, вводом и модификацией разрядов, достаточно произвести одну микрооперацию, причем эти микрооперации не используются в совокупности с другими микрооперациями в одном командном цикле. Поэтому с целью эко­номии микропрограммной ПЛМ формирование сигналов управления для данных операций осуществляется непосредственно на выходе де­шифратора (матрица «И» ПЛМ).

Слово состояния программы определяется содержанием триггера признака подпрограм­мы CLи триггера состояния S. Триггер признака подпрограммы устанавливается командой CALLи определяет занесение адреса возвра­та в регистр возврата и буфер страницы, и блокировку длинных переходов в режиме вызова. Таким образом, длина подпрограммы не может превышать 64 команды. Сброс триггера производится при возвращении в основную, программу по команде RЕТМ.

Триггер состояния определяет разрешение передач управления. Содержимое триггера оп­ределяется командой, выполненной в предыду­щем цикле. В зависимости от команды (см. таблицу 3) триггер состояния принимает безус­ловное значение 1, значение разряда переноса сумматора, либо результата сравнения операн­дов компаратором. Содержимое триггера сос­тояния через выходной фиксатор состояния SLможет быть выведено в выходной регистр Q, Фиксатор состояния может быть модифициро­ван только командой YNEA.

Микро-ЭВМ имеет раздельные схемы ввода и вывода, позволяющие параллельно вводить входные данные и выводить содержимое двух выходных регистров Q и R  на раздельные пор­ты вывода.

Входные данные вводятся в схему через 4-разрядный входной порт Dи и далее через мультиплексор данных поступают на шину данных, Входная информация из порта D  мо­жет пересылаться в аккумулятор по команде TDAили и АЛУ для проверки на нуль по команде DNEZ. Выходной регистр Q исполь­зуется для параллельного вывода данных. Запись в регистр Qпроизводится по команде вывода TIQ; при этом содержимое аккумулято­ра и фиксатора состояния  SL - пересылается в регистр Q.

 

Таблица 3 Форматы команд

Форма команды	Разряды кода команд
	К8	К7	К6	К5	К4	К3	К2	К1
1	КОП		MSB (W) LSB
2	КОП		LCB (C) MSB
3	КОП		LCB (B) MSB
4	КОП

 

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 639; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!