Структура мікропроцесора ВМ85

Мікропроцесор ВМ85 містить АЛП, ПК і схеми інтерфейсу (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Структура мікропроцесора ВМ85

Арифметико-логічний пристрій містить:

· арифметико-логічний блок, до якого входять: паралельний комбінаційний суматор SМ, регістр-акумулятор А, регістр тимчасового зберігання даних ТР (від temp), регістр прапорців (ознак) FL (від flag) і схема десяткової корекції ДК;

· блок регістрів загального призначення В, С, D Е, H і L.

Всі регістри і суматори в АЛП – восьмирозрядні.

В ПК входять:

· восьмирозрядний регістр команд Р_ГК і дешифратор команд Д_ШК;

· шістнадцятирозрядний програмний лічильник РС (від program counter), покажчик стеку SР (від stack pointer) та регістр адреси із схемою інкремента-декремента РАІД;

· буфер старшого байта адреси (БА) і сумісний буфер молодшого байта адреси і байта даних (БАД), який працює в мультиплексному режимі;

· блок вироблення керуючих сигналів та синхронізації (БКС).

Схема інтерфейсу містить блоки послідовного обміну даними (ПОД) та обробки переривань (БПР). Усі функціональні компоненти мікропроцесора об'єднані внутрішньою восьмирозрядною шиною.

В АЛБ виконуються арифметико-логічні операції над двійковими і двійково-десятковими операндами. Акумулятор А побудований на двоступеневих тригерах. При виконанні більшості арифметико-логічних операцій використовують складний комбінаційний суматор SМ. При цьому в акумуляторі зберігається перший операнд, а в регістрі ТР – другий; результат операції записується до акумулятора.

Регістр ТР бере участь в операціях міжрегістрових передач, а акумулятор використовується також при паралельному і послідовному введенні-виведенні даних. У регістр прапорців після виконання більшості операцій автоматично записуються такі ознаки:

· CY – прапорець перенесення, встановлюється за наявності перенесення із старшого біта результату (в операціях віднімання він стає прапорцем позики);

· S – прапорець знака, збігається зі значенням старшого біта результату;

· Z – прапорець нуля, встановлюється при нульовому результаті;

· Р – прапорець паритету, встановлюється за наявності в результаті парного числа одиниць;

· АС – допоміжний прапор, встановлюється при наявності перенесення між тетрадами результату.

В суматорі SМ виконуються всі арифметико-логічні операції та зсуви. Схема ДК призначена для корекції результатів додавання двійково-десяткових чисел у двійковому суматорі SМ.

Регістри В, С, D, Е, Н та L призначені для зберігання даних (як операндів, так і результатів) в процесі виконання програми. В ряді операцій вони поєднуються в регістрові пари ВС, DЕ і НL, які зберігають двобайтові дані або покажчики адрес операндів у пам'яті.

Програмний лічильник РС призначений для зберігання адреси команди, яка буде виконуватися наступною. Зміст РС автоматично збільшується на константу, яка дорівнює числу байтів у команді.

Покажчик стека SР зберігає адресу комірки стеку, до якої було останнє звернення. При записуванні до пам'яті зміст SР зменшується, а при читанні – збільшується.

Регістр РАІД дозволяє збільшувати або зменшувати на одиницю зміст програмного лічильника РС, покажчик стеку SР і регістрових пар.

Регістр команд Р_ГК використовується для приймання і зберігання на час виконання операції першого байта команди, який містить код операції. Зміст Р_ГК розшифровується дешифратором команд Д_ШК і передається до блоку БКС. Останній виробляє сигнали синхронізації та керування обчислювальним процесом у комп'ютері.

Блок керування перериваннями (БПР) перемикає мікропроцесор з виконання однієї програми на іншу за допомогою зовнішніх сигналів переривання. Введені такі входи і відповідні рівні переривань:

· ТRAP – має найвищий пріоритет і не може відключатися або маскуватися; призначений на випадок появи помилки, яку не можна усунути (наприклад, при пошкодженні джерела живлення або появи несправності в шинах);

· RST 7.5, RST 6.5, RST 5.5, INT – сигнали переривання на цих входах можуть маскуватися (програмно забороняється їхнє сприймання). Вхід INT призначений для обслуговування векторних переривань за командами RSTп і CALL п з використанням контролера КР580ВН59.

На початку кожного машинного циклу буфер БА виставляє і утримує на лініях А15 – А8 старший байт адреси пам'яті, а буфер БАД передає на короткий час молодший байт адреси на лінії АД7 – АД0, який за сигналом AEN повинен записатися до зовнішнього регістра-фіксатора. Після цього двонаправлений буфер БАД перемикається на записування або зчитування даних. Периферійні пристрої адресуються восьмирозрядним кодом, який одночасно поступає на дві частини шини адреси. Блок ПОД за командою RIM виконує послідовне введення даних, а за командою SIM – послідовне виведення.

Порівняно з програмно сумісним мікропроцесором КР580ВМ80А мікросхема ВМ86 має такі відмінності: двофазну синхронізацію замінено на однофазну; збільшено в два рази частоту синхронізації; замість трьох джерел живлення використовується один; добавлено дві команди послідовного введення-виведення.

Дата добавления: 2015-10-24