Контрольная работа: Структура та класифікація 8-розрядних мікропроцесорів
Перші три з перелічених мікросхем - непрограмовані ВІС, що використовуються для формування шин МП пристрою на базі КР580ВМ80, в першу чергу тих керуючих сигналів, які процесор не виробляє – сигналів тактової синхронізації, стробу, роздільних сигналів звертання до пам’яті та портів.
ВІС КР580ВИ53 використовується у МП системах для реалізації часових функцій. Ця ВІС, по суті, є триканальним програмованим інтервальним таймером (ПІТ). Програмування режимів роботи каналів здійснюється індивідуально і у вільному порядку, шляхом вводу спочатку керуючих бітів у регістри режимів каналів, потім потрібного числа байтів у лічильники. Лічильники виконують відрахунок від записаного в них числа до нуля і виробляють вихідні сигнали в залежності від встановленого режиму роботи.
Схема ВІС КР580ВИ53 наведена на рис 1. Сигнали C0 - C3 – це вхідні сигналі тактової синхронізації лічильників, СЕ0 - СЕ3 – сигнали дозволу рахування, OUT0 – OUT3 – вихідні сигнали лічильників. До буфера каналу даних підключається шина даних, до блока керування – декотрі сигнали шини адреси та керування, що потрібні для керування роботою цієї ВІС.
В залежності від режиму роботи низький рівень на входах СЕ0 - СЕ3 припиняє (режими 0,2,4), чи повністю зупиняє рахунок.
ПІТ може функціонувати в таких режимах:
0 – термінальний рахунок; в цьому режимі лічильник відраховує від записаного значення до нуля і на виході формується логічна одиниця;
1 – на виході очiкуючого мультивібратора формується позитивний імпульс тривалістю n Тс, де n – число, записане у лічильник, Тс – період тактової частоти. Після цього формується негативний короткий імпульс. Потім процес повторюється.
2 – генератор імпульсів – таймер працює як подільник імпульсів на число, що записане в лічильник.
3 – аналогічний режиму 2 крім того, що тривалість вихідних сигналів для парних чисел на Тс менш ніж для непарних.
4 – одиночний програмний строб – по закінченнi рахунку, на виході формується негативний імпульс тривалістю Тс.
5 – одиночний апаратний строб – аналогічний режиму 4 за виключенням того, що передавач виробляється автоматично.
Рисунок 1 – Структурна схема ВІС КР580ВИ53
ВІС програмованого паралельного інтерфейсу КР580ВВ55 призначена для організації вводу-виводу паралельної інформації різного формату і дозволяє реалізувати більшість відомих протоколів обміну за паралельними каналами. ВІС програмованого паралельного інтерфейсу може використовуватись для спряження мікропроцесорного пристрою з периферійним обладнанням або для організації внутрішньосистемних магістралей, наприклад, у цифрових АТС.
У склад ВІС входять: двоспрямований 8-розрядний буфер даних; блок керування записом-читанням; три 8-розрядних канали вводу-виводу; схема керування групою А (керує каналом А і старшими розрядами каналу С ); схема керування групою В (керує каналом В і молодшими розрядами каналу С ).
Режим роботи кожного із каналів програмується за допомогою керуючого слова. Керуюче слово може задати один із трьох режимів: основний режим вводу-виводу ( режим 0 ), режим стробуємого вводу-виводу ( режим 1), режим двоспрямованої передачі інформації ( режим 2 ). Одним керуючим словом можна встановити різні режими роботи для кожного із каналів.
Канал А може працювати в будь-якому із трьох режимів, канал В – в режимах 0 і 1. Канал С може бути використано для передачі даних тільки в режимі 0, а в інших режимах він потрібний для передачі керуючих сигналів, які супроводжують процес обміну по каналам А і В.
Режим 0 використовується при синхронному обміні або при програмній організації асинхронного обміну. Мікросхема може розглядатись в цьому режимі як пристрій, який складається, з чотирьох портів ( два 8-розрядних і два 4-розрядних ), що незалежно настроюються на ввід або вивід.
Режим 1 забезпечує стробуючий односпрямований обмін інформацією з зовнішнім пристроєм. Передача даних виконується по каналам А і В, а лінії каналу С керують передачею. Роботу каналу в режимі 1 супроводжують три керуючих сигнали. Якщо один з каналів запрограмувати на режим 1, то інші 13 інтерфейсних ліній можна використати в режимі 0. Якщо обидва канали запрограмовані на режим 1, то останні дві інтерфейсні лінії каналу С можуть бути настроєні на ввід або вивід.
Режим 2 забезпечує двоспрямовану передачу інформації по каналу А до зовнішнього пристрою і зворотно. Процес обміну супроводжують п’ять керуючих сигналів, що подаються лініями РС7-РС3. Останні 11 інтерфейсних ліній можуть ладнатися на режим 0 або режим 1.
ВІС КР580ИК51 уявляє собою універсальний синхронно–асинхронний прийомопередавач (УСАПП). Він може приймати дані з 8-розрядної шини даних мікропроцесора і передавати їх в послідовному форматі периферійним пристроям, а також отримати дані від периферії і перетворювати їх в паралельну форму для передачі в мікропроцесор.
Обмін даними виконується в асинхронному режимі зі швидкістю до 9,6 Кбіт/с або в синхронному – зі швидкістю до 56 Кбіт/с. Довжина символів, що передаються складає від 5 до 8 біт. При передачі в мікропроцесор символів довжиною менш 8 біт невикористані біти замінюються нулями. Формат символу мiстить також службові біти і необов’язковий біт контролю по парності (непарності).
Режим роботи УСАПП задається програмно шляхом завантаження в нього керуючих слів з мікропроцесора. Відрізняють керуючі слова двох видів: інструкцій режиму і команди. Інструкція режиму задає синхронний або асинхронний режим роботи, формат даних, швидкість прийому або передачі, необхідність контролю. Вона посилається відразу після установлення УСАПП у початковий стан програмно або за сигналом RESET і замінюється лише при необхідності зміни режиму. Керуюче слово команди встановлює керування режимом обміну і може багаторазово задаватись в процесі обміну, керуючі різними його етапами.
При асинхронному обміні команда завантажується відразу після інструкції режиму, а при синхронному обміні перед нею розташовуються один або два синхросимволи.
В асинхронному режимі роботи формат даних містить нульовий старт-біт, біти даних, контрольний біт і стоп-біти. Число бітів даних і стоп-бітів, а також наявність або відсутність біта контролю задаються інструкцією режиму.
При синхронному обміні дані передаються у вигляді масивів слів, а для синхронізації запуску при прийомі даних використовується один або два символи синхронізації.
Після запису інструкції режиму і команди УСАПП готовий до виконання обміну даними в одному з п’яти режимів: синхронна передача; синхронний прийом з внутрішньою синхронізацією; синхронний прийом з зовнішньою синхронізацією; асинхронна передача; асинхронний прийом.
ВІС програмованого контролера прямого доступу до пам’яті (ПДП) реалізує функції апаратурно-керуючого обміну даними між основною пам’яттю і зовнішніми пристроями (частіше за все iз зовнішньою пам’яттю на магнітному носії). Контролер може керувати в режимі ПДП передачею інформації побайтно, послівно і блоками даних. З цією метою КПДП формує і модифікує адреси, які приймають участь в передачах елементів ПЗП, веде підрахунок байт, які передаються, виявляє момент закінчення передачі. КПДП настроюється на той чи інший режим роботи з використанням керуючого слова.
Контролер ПДП має чотири незалежних канали ПДП, до складу кожного з яких входять: 16-розрядний регістр адреси, 14-розрядний лічильник довжини блоку даних і 2-розрядний регістр режиму каналу.