«Электроника» кафедрасы
жүктеу/скачать 383,6 Kb.
|
Зертханалық жұмыстар
| 1.1 Микропроцессор
Микропроцессор құрамына келесі блоктар кіреді (1.2 суретті қара): арнайы қызметтік регистрлер жинағы (RGs, Registers); арифметикалық-логикалық құрылғы (ALU, Arithmetic-Logic Unit); команда регистрі (BUF, Buffer Register); команда дешифраторы (DC_16, Decoder 16-bit); таймер (CLK, Clock); микробағдарламалық құрылғы (Combi, Combinational Circuit. Әрбіреуі нақтылы қызмет атқаруға арналған регистрлер жинағының (RGs) құрамына келесі регистрлер кіреді (1.3 суретті қара): 1.3 Сурет 74169 микросхемасының негізінде құрылған A регистрі аккумулятор (Accumulator) қызметін атқарады, онда арифметикалық және логикалық операцияларға қатысты операндтардың біреуі немесе операциялардың орындалу нәтижесі сақталады. Аккумуляторға дерек жадыдан (LD A командасы) немесе ALU-дан (кезекті арифметикалық немесе логикалық операция орындалғаннан кейін) енгізіледі; 7493 микросхемасының негізінде құрылған A1 регистрі айналымды қосылымдардың ұйымдастырылуы кезінде туатын тасылымдарды жинауға арналған. Ол бағдарламаның іске қосылуы кезінде және аккумуляторға (A регистріне) енгізілу кезінде тазартылады. Ондағы дерек Space түймесін қысқа уақытқа басу арқылы аккумулятор көрсеткіштеріне шығарылады; 74169 микросхемасының негізінде құрылған B регистрі микропроцессордың ішкі регистрлері мен жады арасындағы дерек жіберілімдерінің адрес регистрінің қызметін атқарады (LD C, LD IP, LD SP, LD A командалары). LD C, LD SP, LD A командалары орындалғаннан кейін B регистріндегі сан ұлғайтылады (яғни, оған бір қосылады). Бұл регистрге дерек LD B командасымен енгізіледі, оған адрес регистрі ретінде C регистрі пайдаланылады. Ол бағдарламаның іске қосылуы кезінде тазартылады; 74169 микросхемасының негізінде құрылған C регистрі (1.4 суретті қара) арифметикалық және логикалық операцияларға қатысты екінші операндтың адрес регистрінің қызметін атқарады. Сәйкесті командалар орындалғаннан кейін С регистріндегі сан ұлғайтылады, бірақ оның бағытын (B регистрінен ерекше) өзгертуге болады, ол I түймесі арқылы қойылады және оның жағдайы (I) - Dcr/Inr көрсеткішінде көрсетіледі: I=0 кезінде – тура бағытта (Increment), ал I=1 кезінде – теріс бағытта (Decrement). Ондағы санды өзгермеген түрінде де қалдыруға болады, бұндай жағдай туралы жүйенің жұмыс режимдерін суреттеу кезінде айтылады. Бұл регистрге дерек LD C командасымен жүзеге асырылады. Бағдарламаның іске қосылуы кезінде бұл регистр 1111 жағдайына қойылады (XOR элементтері арқылы). Кез келген бағдарламаның құрамында дерек тарату командаларының болатындығынан, бағдарламаның бірінші командасы B регистріне дерек енгізу командасы (LD B) болу керек. C регистрінің сұлбасындағы төрткірісті OR элементі регистрдің нөлдік жағдайын анықтауға арналған, ол арқылы айналымды операциялардың ұйымдастырылуы кезінде шартты ауысу жүзеге асырылады; 1.4 Сурет 74169 микросхемасының негізінде құрылған SP регистрі стек көрсеткішінің (Stack Pointer) қызметін атқарады, яғни PUSH және POP командалуы кезінде адрес регистрінің рөлінде болады: ондағы адрес PUSH командасының орындалар алдында кемітіледі (Predecrement) және POP командасы орындалғаннан кейін ұлғайтылады (Postincrement). Бұл регистрге дерек LD SP командасымен жүзеге асырылады. Бағдарламаның іске қосылуы кезінде бұл регистр 1111 жағдайына қойылады; 74169 микросхемасының негізінде құрылған IP регистрі команда көрсеткішінің (Instuction Pointer) қызметін атқарады. Кезекті команданың коды жадыдан шығарылып, команда регистріне сақталғаннан кейін ондағы адрес ұлғайтылады. Бұл регистрге дерек LD IP командасымен жүзеге асырылады. Ондағы адрес, жүйенің кейбір альтернативті жұмыс режимдерінде анықталатын, шартты ауысу кезінде де өзгертіледі. Ол бағдарламаның іске қосылуы кезінде тазартылады. Барлық регистрдің кірістері – ішкі дерек желісіне, ал шығыстары (үш жағдайлы буферлік элементтер арқылы) атқаратын қызметіне сәйкесті дерек желісіне немесе адрес желісіне қосылған. Арифметикалық-логикалық құрылғы (ALU, Arithmetic-Logic Unit) арифметикалық және логикалық операциялардың орындалуын жүзеге асырады. Оның құрамында сәйкесті операциялардың орындалуын жүзеге асырушы бөліктемелер (sum, not, and, or, xor) және операндтар мен орындалған операцияның нәтижесін уақытша сақтауға раналған буферлік регистрлер болады (1.5 суретті қара). 1.5 Сурет Бірразрядты қосуыштар негізінде құрылған sum (summation) бөліктемесінің құрамындағы (1.6, а суретті қара) com (complement) блогы арқылы алу операциясының орындалуы кезінде алындының қосымша коды қалыптастырылады (1.6, b суретті қара). Сонымен, sum блогын қосу операциясын да, алу операциясын да орындай алады. Операция түрі (S) - Sub/Add ауытырғышының жағдайымен анықталады: S=0 кезінде – қосу (Addition), ал S=1 кезінде алу (Subtraction) операциясы орындалады. D-триггерінің негізінде құрылған Tc бөліктемесі тасымалдың сақталуын және команда түріне (ADS немесе ACS) байланысты қосуышқа жіберілу/жіберілмеуін қамтамасыз етеді. Сұлбаның соңғы бөлігіндегі логикалық элементтер деректің нақтылы разрядындағы бірлік битті іздеу қызметін атқаруға пайдаланылатын биттік операцияның жүзеге асырылуын қамтамасыз етеді. Берілген разрядтағы бірлік биттің табылуы айналымды операциялардың орындалуы кезіндегі ауыспаларды жүзеге асыруға мүмкіндік береді. 74194 микросхемасының негізінде құрылған буферлік команда регистріне (IR) кезекті команданың коды жазылады да, ол онда команданың орындалу барысында сақталады.
1.6 Сурет Команда дешифраторы (DC_16) кезекті команданың кодына сәйкесті орындаушы микробағдарламасын іске қосады, яғни осы команданың орындалуына қатысты құрылғыларға жіберілетін басқару сигналдарының қалыптастырылу жолын анықтайды. Таймер (CLK) командалардың орындалуына қатысты құрылғыларға жіберілетін басқару сигналдарының уақыттық таралымын анықтайды. Қиыстырмалы микробағдарламалы құрылғы (Combi, Combinational Circuit) кезекті команданың орындалуын қамтамасыз етуші кеңістіктік және уақыттық басқару сигналдарын қалыптастырады. жүктеу/скачать 383,6 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|