Анализ работы мп вм80

При выполнении программ процессор работает по определенным правилам, которые можно изобразить в виде блок-схемы:

Машинные такты и циклы

МП является синхронным устройством. Работа всех его внутренних схем тактируется с помощью внешних тактовых импульсов. Эти импульсы поступают извне на входы F1 и F2.

Требования к импульсам:

амплитуды импульсов: 8 ÷ 12 В.;
импульсы F1 и F2 не должны пересекаться во времени;
частота тактовых импульсов: 0,5 ÷ 2,5 МГц.

Параметры импульсов:

Т − называется машинным тактом Т = 1/f_T

Машинный такт − это минимальный промежуток времени, на который разбивается работа всех внутренних устройств МП. Любая команда выполняется за строго определенное число тактов.

Машинный цикл − это промежуток времени выполнения команды, в течение которого МП обращается к памяти или портам. Любая команда может выполняться за 1 ÷ 5 циклов. Порядок их следования нумеруется:

М₁

М₁ М₂

М₁ М₂ М₃

М₁ М₂ М₃ М₄

М₁ М₂ М₃ М₄ М₅

Существует 10 видов машинных циклов (в ВМ80):

Извлечение кода команды;
Чтение данных из памяти;
Запись данных в память;
Извлечение из стека;
Запись данных в стек;
Ввод данных из порта;
Вывод данных в порт;
Цикл обслуживания прерывания;
Останов;
Обслуживание прерывания в режиме останова.

“Извлечение кода команды” имеется в любой команде и всегда 1-ый по счету.

Каждый машинный цикл разбивается на 3 ÷ 5 тактов. В каждом такте МП делает определенные действия: в первых 3-х тактах происходит обмен данными с памятью или портами; 4-ый и 5-ый такт используются для внутренних операций МП.

MOV r1, r2 − пересылка из регистра в регистр.

MOV r, M − пересылка из регистра в память (с косвенной адресацией);

MOV M, r − пересылка из памяти в регистр

Слово состояния процессора

В МП ВМ80 имеется 2 вывода для сигналов управления:

− запись;

DBIN − состояние ШД (ввод или вывод).

Метод мультиплексирования (разделения во времени): в один момент времени МП выводит информацию о своем внутреннем состоянии, в другой момент времени ШД используется для ввода и вывода информации. Информация о внутреннем состоянии МП, выводимая на ШД и называется слово состояния процессора.

Слово состояния выводится кратковременно, в течение одного такта. Поэтому надо запомнить слово состояние на период машинного цикла. Для этого используется внешний регистр слова состояния.

В первом такте машинного цикла по фронту импульса F₂ МП выставляет на ШД слово состояния, одновременно вырабатывается импульс на выводе SYNC МП. Длительность сигнала слова состояния − 1 машинный такт. Для запоминания слова состояния в регистре используется вентиль “И − НЕ”, на выходе которого вырабатывается сигнал. Низкий его уровень открывает регистр и в него записывается новое слово состояния.