Структурные отличия ВМ88

Архитектура МП ВМ88 тождественна архитектуре ВМ86. Программное обеспечение одного МП может быть использовано другим без изменения. Отличия в их организации наблюдаются только на структурном уровне.

Схема микроЭВМ, построенной на основе МП ВМ88, приведена на рис. 6.13. Она, как и схема на рис. 6.1, содержит 20-разрядную шину физического адреса ADR, шину данных DAT и шину управления CB. B системе используется физическая память емкостью до 1 М байта и изолированная система ВВ с пространством портов до 64 К байт. Однако обмен с памятью и внешними приборами ВВ выполняется через 8-разрядную шину данных DAT по байтам. По этой причине в магистрали отсутствует линия , которая предназначена для управления передачей данных через старшую часть шины данных DAT15—DAT0. Там, где в МС (см. рис. 6.1) требовался один цикл обращения к магистрали, теперь необходимы два таких цикла.

Рис. 6.13. Схема микроЭВМ на базе ВМ88

С другой стороны, системная шина на рис. 6.13 полностью эквивалентна шине микроЭВМ на рис. 2.1, построенной на базе МП ВМ80. Это означает совместимость внешних по отношению к ЦП аппаратных модулей как одной, так и другой МС.

Представленная на рис. 6.14 структурная схема МП ВМ88 аналогична схеме МП ВМ86 (см. рис. 6.5), за исключением того, что внешний обмен данными выполняется по 8 бит. Шестнадцатиразрядные операнды считываются или записываются при помощи двух последовательных циклов обращения к магистрали. Поэтому производительность ВМ88 несколько хуже, чем у ВМ86, а в остальном с точки зрения программиста оба процессора не различимы.

Рис. 6.14. Схема микропроцессора ВМ88

В процессоре ВМ88 длина очереди уменьшена до 4 байт, тогда как в ВМ86 она составляет 6 байт или 3 слова. Длина очереди была сокращена для уменьшения времени занятия системной магистрали блоком сопряжения, необходимого для заполнения очереди. Вместе с этим был оптимизирован алгоритм предварительной выборки. Так, если в ВМ86 новое слово программного кода считывается из памяти и вводится в буфер всякий раз, когда в очереди освобождается два байта, то в ВМ88 новый байт программного кода пересылается в буфер при наличии в нем хотя бы одного места. Алгоритм такого типа сглаживает возможные колебания длины очереди, обеспечивая практически постоянное ее заполнение.

Блоки обработки обоих процессоров совершенно идентичны и работают с одинаковыми скоростями. Поэтому скорость работы ЦП на базе ВМ88 ограничивается производительностью его блока сопряжения. Поддержка всегда заполненной очереди команд заставляет ЦП работать с максимальной для него скоростью, определяемой скоростью работы блока обработки. Однако в случае следующих друг за другом ряда простых команд очередь может быстро опустеть и производительность ЦП будет определяться скоростью выборки команд из памяти.

Микропроцессор ВМ88, подобно ВМ86, может работать как в минимальном, так и в максимальном режиме, в соответствии с этим меняется состав и функциональное назначение его аппаратного интерфейса. Программирование режима выполняется с помощью входа MN/ . Внесенные в структуру ВМ88 изменения повлияли и на его интерфейс, который несколько отличается от интерфейса ВМ86.

Во-первых, двунаправленные линии AD15—AD8 заменены на однонаправленную шину А15—А8, служащую только для выдачи адресной информации. Сигналы А15—А8 запоминаются внутри ЦП и выдаются на одноименные линии в продолжении всего машинного цикла работы с шиной аналогично старшим адресным линиям ЦП ВМ85ТА.

Во-вторых, отсутствует необходимость в сигнале ВНЕ. В максимальном режиме освободившаяся линия не используется. На ней всегда поддерживается напряжение высокого уровня. В минимальном режиме через данную линию выводится сигнал , функционально эквивалентный сигналу максимального режима, но с другими временными параметрами. Его временные параметры совпадают с параметрами сигнала IO/ . Сигнал SS0 совместно с сигналами DT/ и IO/ обеспечивает полную информацию о типе текущего машинного цикла в соответствии с табл. 6.19. Отметим, что сигнал IO/ инвертирован по отношению к однотипному сигналу МП ВМ86. Это сделано для обеспечения совместимости с интерфейсом ВМ85А. Существует еще одно отличие ВМ88 в минимальном режиме. При входе в состояние останова сигнал ALE задерживается на один такт, чтобы позволить внешним схемам запомнить информацию о состоянии.

Таблица 6.19

Процессор ВМ88 размещается в стандартном 40-выводном корпусе с двурядным расположением выводов. Условное графическое обозначение микросхемы приведено на рис. 6.15. Функциональное назначение выводов микросхемы совпадает с функциональным назначением тех же выводов для ВМ86 (ср. с рис. 6.6). Это упрощает проектирование МС на их основе, дает возможность ввести процедуры автоматического распознавания типа МП. Такого рода распознавания важны для компонентов внешнего расширения процессоров, работающих в максимальном режиме.

Рис. 6.15. Условное графическое обозначение микропроцессора ВМ88:

а) минимальный режим, б) максимальный режим

Процедура распознавания и настройки на конкретный МП выполняется при включении напряжения питания или нажатии клавиши RESET, когда управление передается на стартовый адрес МП. В качестве стартового входа в обеих микросхемах используется логический адрес 0FFFFH:0000H. Однако в первом цикле обращения к магистрали МП ВМ86 считывает первое слово программной последовательности ( = 0), тогда как в ВМ88 эта линия всегда находится в состоянии HIGH ( = 1). Состояние линии в первом машинном цикле после сброса однозначно связывается с типом МП.

Конфигурация локальной шины ВМ88 полностью совпадает с мультиплексированным интерфейсом ПУ семейства ВМ85А, что позволяет разработчику создавать системы с минимальным числом корпусов. Подобная конфигурация дала возможность использовать всю вычислительную мощность процессоров ВМ88 совместно с высокоинтегрированными периферийными кристаллами семейства ВМ85А.

ГЛАВА 7.