Машинные циклы и их идентификация.
Командный цикл представляет собой последовательность машинных циклов (МЦ), причем КЦ i8080 может содержать от 1 до 5 МЦ, которые принято обозначать M1, M2,..M5.
МЦ обязательно включает в себя действия по передаче байта информации. Кроме того, в некоторых МЦ дополнительно реализуются действия по пересылке и/или преобразованию информации внутри МП. Поэтому длительность МЦ может быть различной - за счет различного числа содержащихся в них машинных тактов (T1, T2,...).
Машинный такт (такт) образует пара сигналов тактового генератора Ф1, Ф2, поэтому длительность такта постоянна - период тактового генератора (за исключением такта Tw - см. ниже).
Таким образом, просматривается иерархия процедур при работе микропроцессора (не только i8080) :
Командный цикл ® Машинный цикл ® Машинный такт.
Каждому такту соответствует определенное состояние управляющего автомата. Любой МЦ i8080 обязательно содержит такты T1, T2, T3, предназначенные для передачи байта по интерфейсу. МЦ, в которых осуществляется передача и/или преобразование информации в МП, содержат дополнительно один или два такта T4, T5. МП i8080 вырабатывает несколько типов МЦ, основными из которых являются циклы ПРИЕМ и ВЫДАЧА (Рис. 4.2, Рис. 4.3).
 |
МЦ микропроцессора i8080 предусматривает возможность обмена как в синхронном, так и в асинхронном режиме. Если в составе МПС использованы только "быстрые" устройства, т.е. такие, которые могут работать с тактовой частотой МП, то передача информации в МЦ осуществляется в синхронном режиме. В этом случае на вход READY МП подается константа "1" и после такта T2 начинается такт T3. При работе с "медленными" устройствами, быстродействие которых не позволяет переключаться с частотой тактового генератора МП, необходимо "растянуть" во времени МЦ, реализовав асинхронный принцип обмена. Для этого в начале МЦ обмена с "медленными" устройствами на входе READY формируется уровень логического нуля. В такте T2 МП анализирует состояние READY, и если READY = 0, то МП после T2 переходит не к T3, а к такту ожидания Tw, который может длиться произвольное число периодов тактового генератора. Переход к T3 осуществляется по фазе Ф1, если в предыдущей Ф2 READY установился в "1". С помощью входа READY можно не только согласовывать работу МП с устройствами различного быстродействия, но и реализовывать пошаговый и потактовый режимы работы МП.
Рис. 4.2. Временная диаграмма МЦ "ПРИЕМ "
Таким образом, в машинном цикле выполняются следующие действия:
· выдача адреса;
· выдача информации о начатом МЦ (PSW);
· анализ значения входных сигналов;
· при необходимости - ожидание сигнала READY = 1;
· прием/выдача данных;
· при необходимости - внутренняя обработка/пересылка данных.
При реализации одного МЦ процессор может:
1) принять из памяти байт команды;
2) принять из памяти байт данных;
3) принять из УВв байт данных;
4) принять из стека байт данных;
5) принять вектор прерывания;
6) выдать в память байт данных;
7) выдать в стек байт данных;
8) выдать на УВыв байт данных.
 |
Относительно выходных сигналов МП все перечисленные выше разновидности МЦ отличаются только направлением передачи данных: в МП - циклы 1..5 (ПРИЕМ), из МП - циклы 6..8 (ВЫДАЧА).
Рис. 4.3. Временная диаграмма МЦ "ВЫДАЧА"
Дефицит внешних выводов МП не позволяет выводить во внешний интерфейс достаточный для эффективного функционирования объем управляющей информации. Для выдачи более полной информации о состоянии МП в текущем МЦ используется мультиплексирование шины данных. В начале каждого МЦ на линии шины данных D[7:0] выдается байт дополнительной управляющей информации (т.н. PSW), разряды которого имеют следующее назначение:
D0 - подтверждение прерывания;
D1 - запись (в ЗУ) или вывод (на УВыв);
D2 - обращение в стек;
D3 - подтверждение останова;
D4 - вывод (на УВыв);
D5 - M1 (считывание из памяти первого байта команды);
D6 - ввод (из УВв);
D7 - чтение (из ЗУ).
Наличие на D[7:0] управляющей информации отмечается специальным выходным сигналом SYNC (см Рис. 4.2, Рис. 4.3). Байт управляющей информации присутствует на шине данных (ШД) один такт, а использоваться может в течение всего МЦ. Поэтому в МПС, использующих информацию PSW, предусматривается специальный, внешний по отношению к МП, регистр-защелка для фиксации PSW.
Дата добавления: 2019-02-07; просмотров: 366;