онспект по ћикросхемотехнике Ё¬ћ

ќ√Ћј¬Ћ≈Ќ»≈

1. —“–” “”–Ќјя —’≈ћј Ё¬ћ. ѕќ ќЋ≈Ќ»я Ё¬ћ 3

2. —»—“≈ћџ —„»—Ћ≈Ќ»я. 4

3. ј–»‘ћ≈“»„≈— »≈ ƒ≈…—“¬»я Ќјƒ ƒ¬ќ»„Ќџћ» „»—Ћјћ» 6

3.1 ¬ычитание с применением обратного кода. 6

3.2 ќбразование дополнительного кода. 7

4. ”«Ћџ Ё¬ћ. 7

5. —”ћћј“ќ– 8

6. ѕќ—Ћ≈ƒќ¬ј“≈Ћ№Ќџ… —”ћћј“ќ– 9

7. ј–»‘ћ≈“» ќ - Ћќ√»„≈— ќ≈ ”—“–ќ…—“¬ќ (јЋ”) 10

8. ƒ≈Ў»‘–ј“ќ– 12

9. ѕ–≈ќЅ–ј«ќ¬ј“≈Ћ» — ÷»‘–ќ¬ќ… »Ќƒ» ј÷»≈… 14

10. ѕ–≈ќЅ–ј«ќ¬ј“≈Ћ№  ќƒј 8421 ¬ 2421 15

11. ѕ–ќ√–јћћ»–”≈ћјя Ћќ√»„≈— јя ћј“–»÷ј (ѕЋћ) 16

12. Ќј јѕЋ»¬јёў»… —”ћћј“ќ– 17

13. ќ—Ќќ¬Ќџ≈ ћ» –ќѕ–ќ÷≈——ќ–Ќџ≈  ќћѕЋ≈ “џ 18

14. “»ѕќ¬јя —“–” “”–ј ќЅ–јЅј“џ¬јёў≈… „ј—“» ћѕ 21

15. ћ» –ќ Ё¬ћ Ќј Ѕј«≈ ћѕ  580 22

16. ‘ќ–ћј“џ  ќћјЌƒ » —ѕќ—ќЅџ јƒ–≈—ј÷»» 24

17. ÷≈Ќ“–јЋ№Ќџ… ѕ–ќ÷≈——ќ–Ќџ… ЁЋ≈ћ≈Ќ“  580 26

18. —»—“≈ћј —Ѕќ–ј ƒјЌЌџ’ Ќј Ѕј«≈ ћѕ  580 27

19. ÷≈Ќ“–јЋ№Ќџ… ѕ–ќ÷≈——ќ–Ќџ… ЁЋ≈ћ≈Ќ“ (÷ѕЁ)  589 29

20. ЅЋќ  ћ» –ќѕ–ќ√–јћћЌќ√ќ ”ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»я (Ѕћ”). 30

21. —“–” “”–Ќјя —’≈ћј » ѕ–»Ќ÷»ѕ ƒ≈…—“¬»я ЅЋќ ј

ћ» –ќѕ–ќ√–јћћЌќ√ќ ”ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»я (Ѕћ”) 32

22. ЅЋќ  ѕ–»ќ–»“≈“Ќќ√ќ ѕ–≈–џ¬јЌ»я (Ѕѕѕ) 34

23. —’≈ћј ”— ќ–≈ЌЌќ√ќ ѕ≈–≈Ќќ—ј (—”ѕ) 35

24. —’≈ћј ќƒЌќ–ј«–яƒЌќ√ќ —”ћћј“ќ–ј — ‘ќ–ћ»–ќ¬јЌ»≈ћ

÷»‘–џ ѕ≈–≈Ќќ—ј ¬ —”ѕ 36

25. ќ–√јЌ»«ј÷»я ѕјћя“» Ё¬ћ 37

26. ѕќ—“ќяЌЌџ≈ «јѕќћ»Ќјёў»≈ ”—“–ќ…—“¬ј (ѕ«”) 39

27. ¬Ќ≈ЎЌ»≈ «јѕќћ»Ќјёў»≈ ”—“–ќ…—“¬ј (¬«”) 40

27.1 ћетод записи без возврата к нулю 41

27.2 ‘азова€ модул€ци€. 41

27.3 „астотна€ модул€ци€. 42

28. ”—“–ќ…—“¬ј ¬¬ќƒј - ¬џ¬ќƒј »Ќ‘ќ–ћј÷»» 42

29. ¬џ¬ќƒ »Ќ‘ќ–ћј÷»» Ќј ƒ»—ѕЋ≈… 43

30. ¬џ¬ќƒ »Ќ‘ќ–ћј÷»» Ќј “≈Ћ≈“ј…ѕ 45

31. »Ќ“≈–‘≈…— 46

32. ќЅћ≈Ќ ƒјЌЌџћ» ћ≈∆ƒ” ќѕ≈–ј“»¬Ќќ… ѕјћя“№ё »

ѕ≈–»‘≈–»…Ќџћ» ”—“–ќ…—“¬јћ» (ѕ”) 48

33. ќЅћ≈Ќ ƒјЌЌџћ» ѕќ ѕ–≈–џ¬јЌ»яћ 51

34. —ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ≈ ”—“–ќ…—“¬ј »Ќ“≈–‘≈…—ј. ј÷ѕ 53

35. ј÷ѕ — ќЅ–ј“Ќќ… —¬я«№ё (ќ—) 54

36. ј÷ѕ —Ћ≈ƒяў≈√ќ “»ѕј. 55

37. ÷јѕ — —”ћћ»–ќ¬јЌ»≈ћ Ќјѕ–я∆≈Ќ»я Ќј ќѕ≈–ј÷»ќЌЌќћ

”—»Ћ»“≈Ћ≈ (ќ”). 55

38. ѕ–»ћ≈Ќ≈Ќ»≈ ћ» –ќ Ё¬ћ ¬ —»—“≈ћј’ ј¬“ќћј“»«»–ќ¬јЌЌќ√ќ

”ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»я (—ј”) 56

39. —’≈ћј —”ћћ»–ќ¬јЌ»я Ќјѕ–я∆≈Ќ»я Ќј ј““≈Ќёј“ќ–≈

—ќѕ–ќ“»¬Ћ≈Ќ»… 58

40. ѕ–»ћ≈Ќ≈Ќ»≈ ћ» –ќ Ё¬ћ ¬ ѕ–»Ѕќ–ј’ (—ѕ≈ “–ќ‘ќ“ќћ≈“–) 58

41. ѕ–ќ√–јћћЌќ≈ ќЅ≈—ѕ≈„≈Ќ»≈ (ѕќ) Ё¬ћ. 60

42. ќѕ≈–ј÷»ќЌЌјя —»—“≈ћј Ё¬ћ 61

43. ћ» –ќѕ–ќ÷≈——ќ–Ќџ…  ќћѕЋ≈ “   1804. 62

44. ј——≈ћЅЋ≈–  580 66


1. —“–” “”–Ќјя —’≈ћј Ё¬ћ. ѕќ ќЋ≈Ќ»я Ё¬ћ

—оздано 4 поколени€ Ё¬ћ:

1. 1946 г. создание машины ЁЌ»ј  на электронных лампах. «апоминающие устройства («”) были построены на электронных. лампах, электронно - лучевых трубках (ЁЋ“) и лини€х задержки.

2. 60-е годы. Ё¬ћ построены на транзисторах, «” на транзисторах, лини€х задержки и ферритовых сердечниках.

3. 70-е годы. Ё¬ћ построены на интегральных микросхемах (»ћ—). «” на »ћ—.

4. Ќачало создаватьс€ с 1971 г. с изобретением микропроцессора (ћѕ). ѕостроены на основе больших интегральных схем (Ѕ»—) и сверх Ѕ»— (—Ѕ»—).

ѕ€тое поколение Ё¬ћ строитс€ по принципу человеческого мозга, управл€етс€ голосом, используетс€ нова€ технологи€ на основе арсенида галли€.

Ё¬ћ предназначены дл€ обработки информации и отображени€ результатов обработки. ƒл€ решени€ задачи должна быть написана программа.

¬о врем€ решени€ задачи программа и операнды (числа, над которыми производитс€ операции) наход€тс€ в оперативной пам€ти (ќ«”). Ѕыстродействие ќ«” соизмеримо с быстродействием јЋ”. ¬ процессе решени€ задачи јЋ” посто€нно взаимодействует с ќ«”, передава€ в ќ«” промежуточные и конечные результаты и получа€ из ќ«” операнды действи€ всех частей Ё¬ћ при решении задачи осуществл€етс€ под воздействием управл€ющих сигналов, вырабатываемых устройством управлени€ в соответствии с программой, записанной в ќ«”.

ѕ«” предназначено дл€ хранени€ стандартных программ, таких как sin и cos, констант , е.

—уществует еще сверх ќ«” (—ќ«”), которое обладает малым объемом и высоким быстродействием. —ќ«” примен€етс€ дл€ кратковременного хранени€ операндов и промежуточных результатов.

 ачество Ё¬ћ определ€етс€: объемом ќ«” (т.е. количеством одновременно хранимых в ќ«” двоичных слов); быстродействием, определ€емым количеством операций в сек. ѕосле выполнени€ задачи, программа и результаты через устройство вывода записываютс€ во внешнее «”. ¬ качестве внешних «” используютс€ магнитна€ лента, гибкий магнитный диск, магнитный барабан, перфолента, перфокарты. ѕрограмма вводитс€ в ќ«” с внешних «” или с клавиатуры через устройство ввода.

2. —»—“≈ћџ —„»—Ћ≈Ќ»я.

ќснованием системы счислени€ называют. число, в виде степеней которого может быть записано любое число в данной системе счислени€. —истемы счислени€, примен€емые в Ё¬ћ, ориентированы на двоичную систему, т.к. основой Ё¬ћ €вл€етс€ триггер, имеющий два устойчивых состо€ни€.

¬ дес€тичной системе счислени€ основанием €вл€етс€. 10 и дл€ записи чисел используют символы 0...9.¬ двоичной системе основанием €вл€етс€. 2. ƒл€ записи чисел используютс€ символы 0 и 1.

ƒл€ перевода числа из дес€тичной системы в двоичную надо последовательно делить на два и результат записывать справа налево, начина€ с последнего частного, включа€ остатки от делени€.

“аблица 1
10 2 8 16
0 00 0 0
1 01 1 1
2 10 2 2
3 11 3 3
4 100 4 4
5 101 5 5
6 110 6 6
7 111 7 7
8 1000 10 8
9 1001 11 9
10 1010 12 A
11 1011 13 B
12 1100 14 C
13 1101 15 D
14 1110 16 E
15 1111 17 F
16 10000 20 10

¬ восьмеричной системе основанием €вл€етс€. 8. ƒл€ записи чисел используют символы 0...7. Ћюбое число может быть записано как сумма степеней 8. ƒл€ перевода числа из дес€тичной системы в восьмеричную надо последовательно делить на 8.

ƒл€ перевода числа из двоичной системы в восьмеричную, нужно отсчитывать справа налево по три разр€да двоичного числа и записывать каждую группу из трех разр€дов с помощью символов 0...7.

ќснованием в шестнадцатеричной системе €вл€етс€ 16, дл€ записи чисел используютс€ символы 0...9 и A...F. ƒл€ перевода из дес€тичной системы в шестнадцатеричную, надо последовательно делить на 16:

¬ любой системе счислени€ ее основание записываетс€ как 10. ƒл€ перевода числа из двоичной системы в шестнадцатеричную, нужно отсчитывать справа налево по 4 разр€да двоичного числа и записывать каждую группу разр€дов с помощью символов из “аблицы 1, в которой представлены соотношени€ между числами в различных системах счислени€.

3. ј–»‘ћ≈“»„≈— »≈ ƒ≈…—“¬»я Ќјƒ ƒ¬ќ»„Ќџћ» „»—Ћјћ»

¬ принципе машина умеет только суммировать. ¬се остальные арифметические действи€ свод€тс€ к арифметической операции суммировани€, логическим операци€м сдвига при умножении и делении. ¬ычитание замен€етс€ суммированием в дополнительном или обратном коде.

—уммирование производитс€ по правилам суммировани€ по модулю 2.

0 0 = 0

0 1 = 1

1 0 = 1

1 1 = 0 и 1 перенос в старший разр€д.

3.1 ¬ычитание с применением обратного кода.

ѕр€мой код положительного числа совпадает с его обратным и дополнительным кодом. ќбратный код отрицательного числа образуетс€ инверсией единиц в нули и нулей в единицы. ≈сли кол-во разр€дов уменьшаемого и вычитаемого разное, то слева дописываютс€ нули в пр€мом коде так, чтобы кол-во разр€дов было одинаково.

—одержимое знаковых разр€дов :

0.- дл€ полож.

1.- дл€ отриц.

≈сли результат получаетс€ отрицательный, его нужно преобразовать в пр€мой код; содержимое знакового разр€да не инвертируетс€. ≈сли в знаковом разр€де наблюдаетс€ переполнение разр€дной сетки, то единица переполнени€ добавл€етс€ к младшему разр€ду, а затем происходит переход к пр€мому коду.

3.2 ќбразование дополнительного кода.

ƒополнительный код образуетс€ из пр€мого кода инверсией и добавлением единицы к младшему разр€ду. ≈сли результат получилс€ отрицательным, то чтобы получить пр€мой код необходимо осуществить инверсию, а затем добавить единицу к младшему разр€ду. ≈диница переполнени€ знакового разр€да при использовании дополнительного кода отбрасываетс€.

4. ”«Ћџ Ё¬ћ.

”злы Ё¬ћ классифицируютс€ на :

1. комбинационные - это узлы, выходные сигналы которых определ€ютс€ только сигналом на входе, действующим в насто€щий момент времени (дешифратор). ¬ыходной сигнал дешифратора зависит только от двоичного кода, поданного на вход в насто€щий момент времени.  омбинационные узлы называют также автоматами без пам€ти.

2. последовательностные (автоматы с пам€тью) - это узлы, выходной сигнал которых зависит не только от комбинации входных. сигналов, действующих в насто€щий момент времени, но и от предыдущего состо€ни€ узла (счетчик).

3. программируемые узлы функционируют в зависимости от того, кака€ программа в них записана. Ќапример, программируема€ логическа€ матрица (ѕЋћ), котора€ в зависимости от прожженной в ней программы может выполн€ть функции сумматора, дешифратора, ѕ«”.

5. —”ћћј“ќ–

—умматор может быть построен как комбинационна€ схема -

последовательный сумматор и как

последовательностна€ схема -

накапливающий сумматор. —умматор осуществл€ет cуммирование цифр разр€дов слагаемых и цифр переноса по правилам сложени€ по модулю 2. –абота сумматора строго регламентирована в соответствии с таблицей:

ai bi Pi Si Pi+1
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1


6. ѕќ—Ћ≈ƒќ¬ј“≈Ћ№Ќџ… —”ћћј“ќ–

ѕоследовательный сумматор осуществл€ет суммирование слагаемых и цифр переноса поразр€дно, начина€ с младшего разр€да. ќсновой его схемы €вл€етс€ одноразр€дный сумматор. —уммирование производитс€ в одноразр€дном сумматоре SM. ÷ифры i-того разр€да слагаемого и цифра переноса из младшего разр€да передаютс€ на вход сумматора одновременно с приходом тактового импульса. –егистры 1 и 2 используютс€ дл€ приема и хранени€ цифр i-того разр€да слагаемых. ¬ D - триггере хранитс€ цифра переноса из младшего разр€да. –егистр 3 принимает и хранит цифру i-того суммы. — приходом тактового импульса из регистров 1, 2 и D - триггера разр€да слагаемых и цифра переноса поступает на вход одноразр€дного сумматора. ќдновременно регистр 3 освобождаетс€ дл€ приема цифры суммы.


¬ параллельном сумматоре все разр€ды операндов суммируютс€ одновременно, но быстродействие снижаетс€ за счет времени передачи цифры переноса из младшего разр€да.

7. ј–»‘ћ≈“» ќ - Ћќ√»„≈— ќ≈ ”—“–ќ…—“¬ќ (јЋ”)

јЋ” предназначено дл€ выполнени€ арифметических и логических операций над операндами. јЋ” классифицируютс€ следующим образом:

1. ѕо способу действий над операндами. Ѕывают јЋ” последовательного и параллельного действи€. ¬ последовательных јЋ” действи€ над операндами производ€тс€ последовательно разр€д за разр€дом начина€ с младшего. ¬ параллельных јЋ” все разр€ды операндов обрабатываютс€ одновременно.

2. ѕо виду обрабатываемых чисел јЋ” могут производить операции над двоичными числами с фиксированной или плавающей зап€той и над двоично- дес€тичными числами.

 ажда€ дес€тична€ цифра записываетс€ четырьм€ разр€дами двоичного кода.

1971

0001 1001 0111 0001

јЋ” при действии над двоично-дес€тичными числами должны содержать схему дес€тичной коррекции. —хема дес€тичной коррекции преобразует полученный результат таким образом, чтобы каждый двоично-дес€тичный разр€д не содержал цифру больше 9.

ѕри записи числа с фиксированной зап€той зап€та€ фиксируетс€ после младшего разр€да, если число целое, и перед старшим, если число меньше 1.

ѕри записи чисел с плавающей зап€той выдел€етс€ цела€ часть, котора€ называетс€ мантиссой, и показатель степени, который характеризует положение зап€той.

37 и 0.37 - с фиксированной зап€той

37*10^-2 - с плавающей зап€той

3. ѕо организации действий над операндами различают блочные и многофункциональные јЋ”

¬ блочных јЋ” отдельные блоки предназначены дл€ действий над двоично-дес€тичными числами, отдельно дл€ действий над числами с фиксированной зап€той, отдельно с плавающей зап€той.

¬ многофункциональных јЋ” одни и те же блоки обрабатывают числа с фиксированной зап€той, плавающей зап€той и двоично-дес€тичные числа.

ћногофункциональное јЋ”

 лапаны  1 и  2 объедин€ют сумматоры 1,2 и 3 дл€ действий над числами с фиксированной зап€той.

ƒл€ действий над числами с плавающей зап€той клапан  2 объедин€ет сумматоры 2 и 3 дл€ обработки мантисс, а клапан  1 отсоедин€ет первый сумматор от второго. —умматор 1 обрабатывает пор€дки.

4. ѕо структуре јЋ” бывают с непосредственными св€з€ми и многосв€зными. јЋ” с непосредственной св€зью ¬ многосв€зных јЋ” входы и выходы регистров приемников и источников информации подсоедин€ютс€ к одной шине. –аспределение входных и выходных сигналов происходит под действием управл€ющих сигналов.

¬ јЋ” с непосредственной св€зью вход регистра приемника св€зан с выходом регистра источника операндов и регистра, в котором происходит обработка.

Ќапример, в этой схеме суммирование происходит так: операнды подаютс€ в регистр 1. –егистр 2 €вл€етс€ накапливающим сумматором или автоматом с пам€тью. ќн суммирует слагаемые, поступающие в разные моменты времени и передает результат в регистр 3.

”множение в этом јЋ” происходит так: множимое помещают в регистр 4, множитель - в регистр 1. –егистры 2 и 3 €вл€ютс€ кроме того сдвигающими

регистрами. ¬ зависимости от содержимого разр€да множител€, множимое сдвигаетс€ на один разр€д, если множитель содержит 1, и на два, если множитель содержит 0. Ёти частные произведени€ суммируютс€ в регистре 2.

8. ƒ≈Ў»‘–ј“ќ–

ƒешифратор предназначен дл€ преобразовани€ двоичного кода на входе в управл€ющий сигнал на одном из выходов. ≈сли входов n то выходных шин должно быть N = 2^n.

X1 X2 X3 Z0 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1

¬ зависимости от количества разр€дов входного числа и от количества входов элементов, на которых построен дешифратор. ƒешифраторы могут быть линейные, у которых все переменные ’1, ’2, ’3 подаютс€ на вход одновременно.

»х быстродействие больше, но более 3-х переменных одновременно подать нельз€, поэтому чаще примен€ютс€ многокаскадные дешифраторы.  оличество элементов в каждом следующем разр€де больше, чем в предыдущем.

Ќа вход первого каскада подаетс€ один слог, на вход следующего каскада второй слог и результаты коньюнкций, произведенных в первом каскаде.

ѕростейший линейный дешифратор можно построить на диодной матрице:


¬ этой схеме используетс€ отрицательна€ логика. ѕри подаче "1" на анод диода он закрываетс€. ≈сли закрыты все 3 диода, подсоединенные к одной гориз. линии то на этой линии потенциал -≈, соответствующий уровню "1".

ћногокаскадный дешифратор можно организовать вот таким образом:

ƒва линейных дешифратора обрабатывают по 2 слова. ¬ последнем каскаде образуютс€ конъюнкции вых. сигнала первого каскада. ћногокаскадные дешифраторы обладают меньшим быстродействием.

9. ѕ–≈ќЅ–ј«ќ¬ј“≈Ћ» — ÷»‘–ќ¬ќ… »Ќƒ» ј÷»≈…

—хема устроена так, что управл€ющий. сигнал = 1 гасит соответствующий элемент Z (Zn соотв Yn). ѕреобразователь работает в соответствии с таблицей:

дес€-тичн.

"8421"

cосто€ние эл-тов Z1-Z7 (Y1 - Y7)

X4 X3 X2 X1 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6

Y7

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1

1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1

1

2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1

0

3 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1

0

4 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0

0

5 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0

0

6 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0

0

7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1

1

8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0

9 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0

0

—хема преобразовател€ с цифровой индикацией :

10. ѕ–≈ќЅ–ј«ќ¬ј“≈Ћ№  ќƒј 8421 ¬ 2421

 од 2421 образуетс€ из кода 8421. ƒо 4-х он повтор€ет код 8421, а дальше образуетс€ как инверси€ дополнени€ до 9-и.  од 8421 €вл€етс€ двоично-дес€тичным кодом, где коэффициенты 8,4,2 и 1 €вл€ютс€ весовыми коэффициентами, т.е. соответствуют "стоимости" каждого разр€да. —очетани€: 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111

€вл€ютс€ запрещенными. ѕреобразователи кодов примен€ютс€ в системах интерфейсов.

8421

2421

X4 X3 X2 X1 Y4 Y3 Y2

Y1

0 0 0 0 0 0 0

0

0 0 0 1 0 0 0

1

0 0 1 0 0 0 1

0

0 0 1 1 0 0 1

1

0 1 0 0 0 1 0

0

0 1 0 1 1 0 1

1

0 1 1 0 1 1 0

0

0 1 1 1 1 1 0

1

1 0 0 0 1 1 1

0

1 0 0 1 1 1 1

1

11. ѕ–ќ√–јћћ»–”≈ћјя Ћќ√»„≈— јя ћј“–»÷ј

(ѕЋћ)

ѕЋћ €вл€етс€ узлом Ё¬ћ, функционирование которого определ€етс€ программой, записанной в него. ѕЋћ может использоватьс€ в качестве дешифратора ѕ«”, например в ћѕ  580, в качестве ѕ«” управл€ющей пам€ти.

ѕри записи программы в ѕЋћ прожигаютс€ плавкие предохранители, соедин€ющие транзисторы ћƒѕ с шинами матрицы. ћатрица ћ1 называетс€ матрицей конъюнкции. Ќа горизонтальные шины подаютс€ переменные. Ќа вертикальных шинах образуютс€ конъюнкции. Ќа

вертикальных шинах по€вл€етс€ единичный сигнал только тогда, когда все транзисторы, включенные в узлы матрицы и подсоединенные к этой шине закрыты. ¬ узлах матрицы включаютс€ транзисторы ћƒѕ.

ѕрожигание программы в соответствии с назначением матрицы состоит в том, что прожигаетс€ плавкий предохранитель и транзистор, подсоедин€етс€ к узлу матрицы. ≈сли на входы транзисторов подать нули, то они будут закрыты. ћатрица ћ2 называетс€ матрицей дизъюнкции. Ќа ее горизонтальных шинах по€вл€етс€ сигнал в том случае, если снимать сигнал через инвертор.

12. Ќј јѕЋ»¬јёў»… —”ћћј“ќ–

Ќакапливающий сумматор €вл€етс€ автоматом с пам€тью, т.е. слагаемые могут приходить поочередно в произвольные моменты времени и запоминатьс€ в лини€х задержки или в триггерах. Ќакапливающий. сумматор примен€етс€ в асинхронных устройствах, в которых слагаемые не прив€заны к тактам тактового генератора.

— приходом слагаемого аi=1 элемент "»Ћ»" устанавливаетс€ в "1", триггер устанавливаетс€. в "1". ≈сли bi=1 и приходит через какое-то врем€ после ai, то оно запоминаетс€ в линии задержки и

одновременно bi опрокидывает триггер в "0". Ќа инверсном выходе триггера устанавливаетс€ "1", следовательно на вторую схему "»" подаютс€ две единицы, следовательно на выходе второй схемы "»Ћ»" формируетс€ цифра переноса в старший разр€д, равна€ "1". ≈сли Pi=0, то цифра суммы, котора€ снимаетс€ с пр€мого выхода триггера, равна "0". ≈сли Pi=1, то сумма Si=1.

ai bi Pi Si Pi+1
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1

13. ќ—Ќќ¬Ќџ≈ ћ» –ќѕ–ќ÷≈——ќ–Ќџ≈  ќћѕЋ≈ “џ.

—овременные микропроцессоры (ћѕ)

ћѕ выполн€ет функции процессора Ё¬ћ, т.е. управл€ет процессом управл€ет процессом выполнени€ операций и выполн€ет их. ћѕ может быть реализован на одном или нескольких кристаллах. ќбычно процессор содержит јЋ”, управл€ющую пам€ть. ћѕ выбирает команду из пам€ти, дешифрирует, выполн€ет ее, производит арифметические и логические операции, получает данные из устройств ввода и посылает их на устройства вывода. ћѕ вместе с пам€тью и каналами ввода - вывода €вл€етс€ Ё¬ћ.

ћѕ могут быть однокристальные, многокристальные и секционированные. ќднокристальные ћѕ изготавливаютс€ на основе ћƒѕ - технологии, а секционированные и многокристальные - на основе бипол€рных транзисторов.

ћƒѕ - транзисторы потребл€ют меньше энергии, но обладают меньшим быстродействием по сравнению с бипол€рными транзисторами. ¬ однокристальном ћѕ функции управлени€, операционна€ часть и устройство управлени€ реализованы на одном кристалле, а в многокристальном - на разных кристаллах. ¬ секционированных устройство управлени€, управл€юща€ пам€ть и јЋ” реализованы на одном кристалле, но малой разр€дности. ƒл€ увеличени€ разр€дности следует объедин€ть в параллель несколько ћѕ.

ћѕ, как функциональное устройство Ё¬ћ характеризуетс€ форматом обработки данных и команд, количеством команд, методом адресации данных, числом внутренних регистров общего назначени€ (–ќЌ), возможност€ми организации и адресации стека, параметрами пам€ти, построением систем прерывани€ программы, системами ввода - вывода, системами интерфейса.

сери€ базова€

технологи€

разр€д число Ѕ»—

или »—

 536 – ћƒѕ 8 12
 580 n ћƒѕ 8 3
 581 n ћƒѕ 16 4
 584 »Ћ 4n 3
 586 n ћƒѕ 16 4
 587   ћƒѕ 4n 4
 588   ћƒѕ 16 3
 589 ““Ћ ƒЎ 2n 8
 1800 Ё—Ћ 4n 8
 1801 n ћƒѕ 16 2
 1810 n ћƒѕ 16 3
 1883 n ћƒѕ 8n 4
 –1802 ““ЋЎ 8n 11
 –1804 ““ЋЎ 4n 4

ћѕ относитс€ к числу программируемых устройств Ё¬ћ. ћѕ, выполн€ющий последовательность микроопераций, обладает большей логической и функциональной гибкостью, чем жестко закоммутированные процессоры Ё¬ћ. »змен€€ содержимое ѕ«” и ѕЋћ, можно настраиватьс€ на выполнение требований конкретной задачи. ћѕ - комплект - это набор Ѕ»—, функционально сопр€гаемых и примен€емых дл€ построени€ микроЁ¬ћ. ¬ ћѕ - комплектах  587,  588 устройство управлени€ реализовано на основе ѕЋћ. ¬ ћѕ - комплекте  580 имеетс€ Ѕ»—, в которой реализован центральный процессор, устройство управлени€ и –ќЌ.

”правл€юща€ пам€ть, содержаща€ микропрограмму из 78 команд, предусмотренных дл€ данного ћѕ, реализована на ѕЋћ и находитс€ в одной Ѕ»— с центральным процессором и устройством управлени€. ¬ ћѕ комплекте  589 устройство управлени€ строитс€ в виде микропрограммного управлени€ на базе вход€щих в комплект Ѕ»—. Ёто позвол€ет реализовать потребителю требуемый ему набор команд.

ћѕ - комплекты  580,  586 содержат однокристальный ћѕ. ќднокристальные ћѕ примен€ютс€ в простейших устройствах цифровой автоматики и в качестве микроконтроллеров.

 онтроллер - устройство управлени€ вводом - выводом. ћногокристальные ћѕ - комплекты  –1802 и секционированные  –1804 предназначены дл€ построени€ микроЁ¬ћ и систем быстродействующей автоматики. —ери€  1806, построенна€ по  ћќѕ - технологии широко примен€етс€ в радиотехническом оборудовании судов. ќна имеет сопр€жение с внешней пам€тью на жестких дисках с помощью контроллера, соедин€ющего 4 диска

ѕрименение ћѕ :

1. ¬строенные системы контрол€ и управлени€. ћѕ встраиваютс€ в оборудование, не комплектуютс€ внешними устройствами и содержат спец. пульт управени€ и ѕ«” управл€ющее программой

2. Ћокальные системы накоплени€ и обработки информации. Ћокальные - т.е. расположенные на рабочем месте системы накоплени€ и обработки информации, осуществл€ющие информационное обеспечение специалистов и руководителей. Ћокальные системы, подключенные к большим Ё¬ћ с большим объемом пам€ти, что позвол€ет создать автоматизированную систему информационного обеспечени€.

3. –аспределенные системы управлени€ сложными объектами. ¬ распределенных системах схемы обработки данных и ћѕ располагаютс€ вблизи источников информации (двигатели и т.д.). ќни св€заны с центральной системой обработки и накоплени€ данных.

4. –аспределенные системы параллельных вычислений. ¬ том случае, если позвол€ет алгоритм решени€ задачи, несколько процессоров провод€т выполнени€ данной задачи.

ћѕ и микроЁ¬ћ используютс€ в системах управлени€ радиотехническим оборудованием судов. ћикро Ё¬ћ решает навигационные задачи, распознает цели, решает оперативно - технические задачи, выполн€ет автоматическое слежение за целью и т.д.

14. “»ѕќ¬јя —“–” “”–ј ќЅ–јЅј“џ¬јёў≈… „ј—“» ћѕ

ј - аккумул€тор

—  - счетчик команд

–  - регистр команд

–јѕ - регистр адреса пам€ти

–ƒѕ - регистр данных пам€ти

ѕроцесс выполнени€ команды состоит из 2-х циклов: цикла выборки и исполнительного цикла. ÷икл выборки начинаетс€ со считывани€ из счетчика команд номера €чейки ќ«”, содержащей код команды. ѕосле считывани€ содержимое счетчика команд сразу увеличиваетс€ на 1. Ќомер €чейки ќ«” передаетс€ через регистр адреса пам€ти и адресную шину в дешифратор ќ«”.

ƒешифратор ќ«” выбирает €чейку ќ«”, содержащую код команды.  од команды считываетс€ из ќ«” и через шину данных передаетс€ в регистр данных пам€ти. »з регистра данных пам€ти код команды передаетс€ в регистр команд где он хранитс€ до конца выполнени€ команды и через аккумул€тор код команды передаетс€ в јЋ”. јЋ” анализирует код команды и если не нужно дополнительного обращени€ к пам€ти переходит к исполнительному циклу.

≈сли же нужно дополнительное обращение к пам€ти, то ћѕ переходит ко второму машинному циклу, который так же начинаетс€ с цикла выборки. ћѕ запрашивает в ќ«” дополнительные данные и выполн€ет команды.

 оманды могут выполн€тьс€ за 1,2 или 3 машинных цикла. ¬ каждом машинном цикле происходит только одно обращение к пам€ти. ¬ыполнение команды происходит под управлением сигналов, вырабатываемых устройством управлени€. ѕри выполнении команды јЋ” взаимодействует с –ќЌ. –ќЌ используютс€ дл€ кратковременного хранени€ операндов и результатов.

“риггеры состо€ни€ сигнализируют о следующих состо€ни€х ћѕ: обнуление аккумул€тора, содержимое знакового разр€да, переполнение разр€дной сетки, цифры переносов из 8-го и 4-го разр€дов, содержимое разр€да контрол€ на четность и нечетность. јдресна€ шина €вл€етс€ однонаправленной, а шина данных - двунаправленной. —“≈  - особый вид пам€ти, расшир€ющий функциональные возможности ћѕ. Ќапример при выполнении прерывающей программы в —“≈  помещаетс€ номер команды возврата и результат выполнени€ последней команды перед переходом к выполнению прерывающей программы.

15. ћ» –ќ Ё¬ћ Ќј Ѕј«≈ ћѕ  580

„тобы построить микроЁ¬ћ надо дополнить ћѕ Ѕ»—ами пам€ти, ”¬¬ интерфейса, причем они должны сопр€гатьс€ с ћѕ по входным и вых. сигналам, по прин€тому коду дл€ данного ћѕ. ѕри выполнении программы, программа хранитс€ в ќ«”. ≈сли набор действий ћѕ при выполнении программы ограничен и однообразен, как например в системах управлени€ станков с „ѕ”, то программа хранитс€ в ѕ«”. ≈сли объем пам€ти ќ«” недостаточен, то программа может хранитс€ во внешнем запоминающем устройстве, например в магнитном носителе информации.

ѕроцесс выполнени€ программы ћѕ св€зан с тактами генератора тактовых импульсов (√“»). ћѕ работает в синхронном режиме. √“» создает две импульсных последовательности ‘1 и ‘2 амплитудой 12 ¬ и частотой 2ћ√ц. ¬ такте t1 импульсной последовательности ‘1 счетчик команд ћѕ посылает через шину адреса номер €чейки ќ«”, ѕ«” или ”¬¬, содержащих код команды. ¬ такте t2 ћѕ ждет сигнал "готовности" от ќ«”. Ётот сигнал означает, что дешифратор ќ«” выбрал нужную €чейку и код команды считан. ≈сли сигнал "готовность" не приходит, то такт t2 повтор€етс€ до тех пор, пока сигнал не придет. ¬ такте t3 ћѕ принимает код команды и передает его в јЋ”. ¬ такте t4 код команды анализируетс€ и если ненужно дополнительное обращение к пам€ти, то в такте t5 команда выполн€етс€. ≈сли такое обращение необходимо, то тактом t4 заканчиваетс€ 1-й машинный цикл. Ќачинаетс€ 2-ой машинный цикл тактом t1, в котором происходит обращение к пам€ти. ¬ такте t2 второго маш. цикла ћѕ ждет сигнала готовности от ќ«” и в такте t3 выполн€ет команду. ¬ каждом машинном такте происходит только одно обращение к пам€ти. ѕоследовательность ‘2 используетс€ дл€ формировани€ синхроимпульсов на фоне которых формируетс€ строб состо€ни€.

16. ‘ќ–ћј“џ  ќћјЌƒ » —ѕќ—ќЅџ јƒ–≈—ј÷»»

‘ормат команды определ€етс€ разр€дностью ћѕ. ” ћѕ  580, который €вл€етс€ 8-ми разр€дным, однобайтовые команды имеют формат 8 разр€дов, 2-х байтовые -16, 3-х байтовые -24.  оманда должна содержать код операции, адрес первого и второго операнда, адрес результата, адрес следующей команды. ћѕ  580 €вл€етс€ 8-ми разр€дным, поэтому необходимо сократить кол-во данных, содержащихс€ в коде команды. ќдин из операндов всегда помещаетс€ в аккумул€тор, поэтому его адрес не указываетс€. –езультат помещают по адресу одного из операндов, адрес тоже не указывают. јдрес следующей команды формируетс€ добавлением единицы к содержимому счетчика команд, т.к. команда программы записываетс€ в последовательных €чейках ќ«”.  од команды должен содержать код операции и адрес 1-го из операндов.  ол-во операций значительно меньше чем кол-во команд. Ёто объ€сн€етс€ тем, что операнд может быть помещен в –ќЌ, €чейку ќ«” или содержитс€ в самой команде. ¬ ћѕ  580 используютс€ следующие способы адресации операнда:

1. ѕр€ма€, при которой в коде команды указываетс€ номер –ќЌ, содержащего операнд:

мнемоника

команды

кодова€

комбинаци€

выполн€ема€

операци€

MOV C, D 01 001 010 C (D)
ADD D 10 000 010 A (A)+(D)

ѕерва€ команда - команда пересылки содержимого регистра D в регистр C . –егистры общего назначени€: B, C, D, E, H, L, €чейка пам€ти ћ и аккумул€тор ј при обращении к ним имеют номера:

01 - код операции

001 - номер регистра —

010 - номер регистра ¬

B 000
C 001
D 010
E 011
H 100
L 101
M 110
A 111

¬тора€ команда - сложение содержимого регистра D с содержимым аккумул€тора и результат помещаетс€ в аккумул€тор.

10000 - код операции

010 - номер регистра D

2. Ќепосредственна€ адресаци€

ќперанд указываетс€ во втором, или во втором и третьем байтах команды.

а. —ложение ADI B1 11 000 110 ј (A)+(B2)

B2 01 001 100 (B2)=4C (16)

б. ѕересылка MVID B1 00 010 110 D (B2)

B2 01 001 110 (B2)=4E (16)

в. «агрузка LXID B1 00 010 011 D (B3); E (B2)

B2 01 100 101 (B2)=65 (16)

B3 10 100 101 (B3)=A5 (16)

3.  освенна€ адресаци€

¬ коде команды указываетс€ номер регистра –ќЌ, содержащего номер €чейки ќ«”, содержащей операнд :

LDAX B 00 001 010 A [(BC)]

STAX B 00 000 010 [(BC)] (A)

17. ÷≈Ќ“–јЋ№Ќџ… ѕ–ќ÷≈——ќ–Ќџ… ЁЋ≈ћ≈Ќ“  580

ћѕ  580 - однокристальный, 8-ми разр€дный, основан на принципе управлени€ жесткой логики. –ќЌ ¬, C, D, E, H, L, устройство управлени€ и операционна€ часть реализованы в одном кристалле. 6 регистров общего назначени€ и аккумул€тор €вл€ютс€ программно доступными, т.е. при написании программы программист может к ним обращатьс€. –егистры W, Z и буферные регистры €вл€ютс€ программно недоступными, т.е. они участвуют в выполнении программы, но программист к ним обратитьс€ не может. –ќЌ €вл€ютс€ 8-ми разр€дными. ≈сли операции совершаютс€ над 16-ти разр€дными операндами, то –ќЌ объедин€ютс€ попарно. –егистры указател€ стека, счетчик команд и регистр адреса €вл€ютс€ 16-ти разр€дными. ”казатель стека содержит номер верхней зан€той €чейки стека. ѕри записи информации в стек содержимое указател€ стека уменьшаетс€ на 1, а при считывании увеличиваетс€ на 1. —четчик команд содержит номер €чейки ќ«”, содержащей следующую команду. ѕри считывании из счетчика команд номера €чейки команд содержимое счетчика увелич. на 1.

–егистр адреса служит дл€ передачи содержимого счетчика команд через шину адреса и буфер адреса в ќ«”.

”стройство управлени€ содержит регистр команд, дешифратор команд и управл€ющее устройство, в которое входит ѕЋћ, содержаща€ управл€ющую пам€ть.

”правл€юща€ пам€ть содержит микропрограммы всех 78-ми команд дл€ данного ћѕ. јЋ” дополн€етс€ схемой дес€тичной коррекции дл€ действий над двоично-

дес€тичными числами. ѕри действи€х над двоично - дес€тичными т.е. при использовании кода 8421 максимально допустима€ комбинаци€ 1001 (т.е.9), но при использовании 4-х двоичных разр€дов максимально возможное число 1111 (т.е.15). —хема дес€тичной коррекции отнимает 6 и формирует цифру переноса в старший разр€д. Ќа управл€ющее устройство поступают последовательности ‘1 и ‘2 тактового генератора, сигнал готовности от ќ«”, ѕ«” или ”¬¬ к приему или передаче данных. —игнал запроса на прерывание от внешних запоминающих устройств. —игналы захвата, сброса так же формируютс€ ¬«”. ћѕ формирует сигнал разрешение прерывани€ и продолжает выполн€ть текущую команду и по окончании текущей команды ћѕ переходит к удовлетворению запроса о прерывании. —игнал ожидани€, сформированный ћѕ означает, что он ждет сигнала готовности от ќ«”, ѕ«” или ¬«”. –егистр признаков €вл€етс€ 5-ти разр€дным. ќн сигнализирует о следующем состо€нии ћѕ - обнуление, переполнении разр€дной сетки, содержимое знакового разр€да, содержимое разр€да контрол€ на четность - нечетность и формирование цифры переноса из 8-го и 4-го разр€да.

18. —»—“≈ћј —Ѕќ–ј ƒјЌЌџ’ Ќј Ѕј«≈ ћѕ  580

Ёта система предназначена дл€ последовательного опроса 8-ми аналоговых датчиков и передачи информации в ќ«”. ќпрос датчиков преобразовани€ аналоговой информации в цифровую, запись информации в ќ«” производитс€ под управлением ћѕ.

Ќомер опрашиваемого датчика формируетс€ в одном из –ќЌ, в основном в регистре ¬. ¬ 8-ми разр€дном регистре в 5-ти старших разр€дах записываютс€ единицы, а в трех младших разр€дах - номер датчика. ѕервоначально в регистре ¬ записано число F8 в 16-тиричной системе исчислени€:

11111000=F8

001

010

ѕри опросе каждого датчика содержимое регистра ¬ увеличиваетс€ на 1. ѕри опросе последнего датчика в регистре записываетс€ число FF = 11111111.

ƒобавление следующей 1 обнул€ет регистр ¬. Ќа выходе триггера нул€ TZ по€вл€етс€ 1. Ќомер €чейки ќ«”, в которую должен быть записан результат опроса датчика, содержитс€ в паре –ќЌ, например, в регистрах HL.

јлгоритм работы системы сбора данных:

например будем считать, что перва€ зан€та€ €чейка ќ«” имеет номер 1350 в шестнадцатиричной системе. ¬ нее будет помещен результат опроса 1-го датчика с номером 000. „ерез аккумул€тор и шину данных номер датчика подаетс€ на устройство вывода 1 (”¬1). ”¬1 подает номер датчика на коммутатор.  оммутатор опрашивает нужный датчик и передает аналоговый сигнал на ј÷ѕ. ј÷ѕ преобразует аналог. сигнал в цифровой и передает цифровой сигнал на ”¬¬1. ≈сли в первом такте импульсной последовательности ‘1 ћѕ передает номер датчика, то во втором такте он ожидает прихода сигнала окончани€ преобразовани€ от ј÷ѕ. —игнал окончани€ равный 1 передаетс€ через ”¬¬2, через шину данных в аккумул€тор. Ќаличие сигнала окончани€ аккумул€тор провер€ет операцией циклического сдвига вправо. ≈сли сигнал окончани€ пришел, то при сдвиге вправо 1 из младшего разр€да аккумул€тора передаетс€ в триггер сдвига “—, триггер сдвига опрокидываетс€ в состо€ние 1 и данные из устройства ввода 1 по шине данных передаютс€ в аккумул€тор, а из него в €чейку ќ«”. —одержимое пары регистров HL и регистра ¬ увеличиваетс€. на 1, при этом формируетс€ номер следующего датчика и номер €чейки, куда должен быть помещен следующий результат.

19. ÷≈Ќ“–јЋ№Ќџ… ѕ–ќ÷≈——ќ–Ќџ… ЁЋ≈ћ≈Ќ“ (÷ѕЁ)  589

ћѕ. комплект  589 построен по принципу микропрограммного управлени€, т.е. один и тот же набор микросхем выполн€ет разные функции при решении задачи в зависимости от микропрограммы, записанной в ѕ«”. ћикропроцессорный комплект  589 €вл€етс€ многосекционным, т.е. кажда€ 2-х разр€дна€ секци€ центрального процессорного элемента содержит јЋ” и –ќЌ. “.к. ћѕ €вл€етс€ 2-х разр€дным, то дл€ обработки многоразр€дных данных необходимо объединить в параллель несколько ÷ѕЁ. ÷ѕЁ  580 €вл€етс€ асинхронным устройством. —инхронизирующий сигнал "—" необходим только дл€ открывани€ триггеров –ќЌ.

ќбработка информации производитс€ в јЋ”. ƒанные в јЋ” поступают через мультиплексоры ј и ¬. ƒл€ временного хранени€ информации используютс€ регистры общего назначени€ R0...R9, аккумул€тор и регистр "“", близкий по функци€м к аккумул€тору. ¬ыбор регистра, на который передаетс€ информаци€, осуществл€етс€ с помощью демультиплексора. »нформаци€ с регистров передаетс€ через мультиплексор. ћультиплексор ј передает на вход јЋ” или данные с шины данных ћ0 ћ1 или с вых. аккумул€тора. или с одного из –ќЌ. ћультиплексор ¬ передает на вход јЋ” поразр€дные конъюнкции данных с внешней шины ¬2 ¬0 и шины  1  0 или данных с вых. аккумул€тора.  1  0 или константы с  1  0. Ўина  1  0 служит дл€ выделени€ или маскировани€ (запрета) какого - либо разр€да данных с вых. аккумул€тора. или с шины ¬1 ¬0.

–абота ÷ѕЁ осуществл€етс€ в соответствии ћ  ÷ѕЁ F6...F0, котора€ €вл€етс€. частью ћ  микро Ё¬ћ. “.к. дл€ обработки данных јЋ” объедин€ютс€ параллельно, то јЋ” должно формировать сигналы сдвига вправо (входной - —ѕ1, выходной - —ѕ0) и сигнал переноса (входной - —1, выходной - —0).

—игналы X и Y управл€ют схемой ускоренного переноса, в которой формируетс€ цифра переноса одновременно с образованием суммы разр€дов чисел.

¬ыходной буфер ¬Ѕ3 открыт только при подаче цифры переноса, в остальных случа€х открыт вых. буфер ¬Ѕ4. ¬ыходные данные из 2-х разр€дного регистра адреса и 2-х разр€дного аккумул€тора передаютс€ через вых. буферы 1 и 2 на шину адреса ј1 ј0 и на шину данных ƒ1 ƒ0 только при подаче сигналов разрешени€ выдачи адреса ¬ј и выдачи данных ¬ƒ.

ѕри наличии высокого уровн€ синхросигнала (1) триггеры открыты дл€ приема информации. Ќа отрицательном. фронте синхросигнала происходит передача данных с выходных триггеров.

20. ЅЋќ  ћ» –ќѕ–ќ√–јћћЌќ√ќ ”ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»я (Ѕћ”).

—труктура микрокоманд.

»з ќ«” в блок микропрограммного управлени€ (Ѕћ”) поступает код команды, содержащий адрес первой микрокоманды (ћ ) микропрограммы выполнени€ данной команды. Ёта микропрограмма записана в управл€ющей пам€ти, вход€щей в состав устройства управлени€. ѕо указанному адресу считываетс€ из управл€ющей пам€ти ћ  дл€ всего микропроцессорного устройства. Ёта ћ  содержит ћ  —–ѕ Ѕћ”, микрокоманду ќ«”, ћ  устройства ввода - вывода.

ћ 

÷ѕЁ

ћ 

Ѕћ”

ћ 

ќѕ

ћ 

”¬¬

...

—формированные ћ  передаютс€ на соответствующие узлы микропро-цессорного устройства. Ѕћ” служит дл€ формировани€ адреса следующей ћ . ≈сли нет никаких условных переходов, то следующа€ ћ  считываетс€ из следующей €чейки ѕ«”, на котором организована управл€юща€ пам€ть. ћ  Ѕћ” содержит поле условных переходов ”ј6...”ј0, в котором записываетс€ адрес следующей ћ ; поле управлени€ признаками ”‘3...”‘0 и поле управлени€ загрузкой микрокоманды «ћ.

ѕоле управлени€ признаками указывает вид перехода: условный, безусловный и способ формировани€ адреса следующей ћ  при наличии условного перехода. ”правл€ющие сигналы дл€ управлени€ признаками - это сигнал переноса и сигнал сдвига вправо. ѕри наличии в поле управлени€ загрузкой «ћ = 1, адрес ћ  загружаетс€ в регистр адреса ћ . ћ  Ѕћ”:

ѕоле условных переходов YA6 ... YA0 ѕоле управлени€ признаками ”‘3 ... ”‘0 ѕоле управлени€ загрузкой «ћ

ћ  операционного устройства содержит код микрооперации F6...F4, номер регистра общего назначени€ F3...F0, который €вл€етс€ приемником или источником информации. ћаскирующий сигнал  , в общем случае €вл€етс€ двухразр€дным, ¬ј - сигнал разрешени€ выдачи адреса и ¬ƒ - сигнал разрешени€ выдачи данных. ћ  ќ”:

F6...F4

F3...F0 K BA ¬ƒ

21. —“–” “”–Ќјя —’≈ћј » ѕ–»Ќ÷»ѕ ƒ≈…—“¬»я

ЅЋќ ј ћ» –ќѕ–ќ√–јћћЌќ√ќ ”ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»я (Ѕћ”)

Ќа входы K7...K0 Ѕћ” подаетс€ код команды, который €вл€етс€ адресом первой микрокоманды (ћ ) микропрограммы выполн€емой команды.

ѕо сигналу «ћ=1 адрес первой команды загружаетс€ в регистр адреса ћ . –егистр позвол€ет адресовать 4-х разр€дный номер колонки (16 колонок) и 5-ти разр€дный. номер строки (32 строки).

 од  7... 0 - 8-ми разр€дный, поэтому первоначально в старшем разр€де номера строки записываетс€ 0. “ака€ разр€дность регистра адреса ћ  позвол€ет адресовать 512 €чеек ѕ«”, расположенных в 16-ти колонках и 32-х строках.

¬ первой ћ  Ѕћ” содержитс€ способ формировани€ адреса следующей ћ . ѕол€ ”ј6...”ј0 первой ћ  подаютс€ на логическую схему определени€ адреса следующей ћ . —формированный схемой адрес подаетс€ в регистр адреса ћ  и через выходные буферы 1 и 2 на адресную шину, св€зывающую Ѕћ” с управл€ющей пам€тью.

—читывание номера колонки с вых. буфера 1 происходит при подаче на вход "общий строб" единицы.

—читывание номера строки через выходной буфер 2 происходит при подаче "1" на входы "общий строб" и "разрешение строки".  оманда Ѕћ” в поле ”ј6...”ј0 в старших разр€дах содержит вид перехода, а в младших номер строки или столбца. Ќапример перва€ команда JCC - команда безусловного перехода в текущей колонке содержит в разр€дах ”ј6 и ”ј5 указани€ вида перехода, в остальных разр€дах номер строки, номер колонки не измен€етс€. ¬тора€ команда JZR - команда безусловного перехода в нулевую строку. ¬ разр€дах ”ј6...”ј4 указываетс€ вид перехода, в остальных разр€дах - номер колонки, а в адресе строки указываетс€ нулева€ строка. ≈сли при выполнении команды JZR приходим к €чейке с адресом (0,15), т.е. нулева€ строка, 15-а€ колонка, вырабатываетс€ сигнал строб разрешени€ прерывани€. Ётот сигнал подаетс€ на блок приоритетного прерывани€ (Ѕѕѕ), и если до этого поступил запрос на прерывание, то выход строк Ѕћ” отключаетс€ от ѕ«” и на ѕ«” подаетс€ номер первой строки первой команды прерывающей команды. ≈сли запроса на прерывание не было, продолжает выполн€тьс€ основна€ программа и на входы  7... 0 подаетс€ код следующей команды.

ѕризнаки участвуют в формировании адреса следующей ћ  при условных переходах. ѕризнаки, такие как сдвиг вправо и цифра переноса подаютс€ от центрального процессорного элемента (÷ѕЁ) по единой шине на вход ‘ триггера признаков. ¬ поле признаков содержитс€ сигнал ”‘0...”‘1, по которым признак записываетс€ в регистр признаков и сигналы ”‘2 ”‘3, по которым признак считываетс€ из регистра признаков через выходной буфер 3 на выход ‘в, с которого они подаютс€ на вход ÷ѕЁ.

¬ третьей команде условного перехода JFL по содержимому триггера признаков младший разр€д номера колонки равен содержимому триггера признаков.

22. ЅЋќ  ѕ–»ќ–»“≈“Ќќ√ќ ѕ–≈–џ¬јЌ»я (Ѕѕѕ)

 аждой команде соответствует микропрограмма, состо€ща€ из отдельных микрокоманд (ћ ). Ќа входы  7... 0 Ѕћ” подаетс€ код команды, который €вл€етс€ адресом первой ћ  микропрограммы данной команды в управл€ющей пам€ти. 1-а€ ћ  содержит указани€, как формировать адрес второй ћ . Ётот адрес формируетс€ логической схемой определени€ адреса следующей ћ . ѕоследн€€ ћ  каждой микропрограммы содержит указание JZR о переходе в нулевую строку 15-ой колонки. ѕо этому адресу содержитс€ ћ , в поле «ћ которой содержитс€ "1".   этому времени на входах  7... 0 поступает код следующей команды, который по сигналу «ћ=1 загружаютс€ в регистр адреса ћ  (–јћ ). “ак происходит выполнение программы в отсутствие прерываний.

Ќа выходе прерывани€ (ѕ–) Ѕѕѕ формируетс€ сигнал, при этом устанавливаетс€ такой уровень, что мультиплексор ћ передает номер строки с выхода Ѕћ” на вход јстр ѕ«”. ѕри выполнении JZR (переход по адресу (0,15) ) формируетс€ сигнал строб разрешени€ прерывани€ равный "1", который подаетс€ на вход Ѕѕѕ. ≈сли во врем€ выполнени€ текущей программы поступил запрос на прерывание, то микропроцессор, выполнив текущую команду передает в стек номер следующей команды (команда возврата) и результат выполнени€ текущей команды.

ѕри наличии "1" на входе строб разрешени€ прерывани€ (—–ѕ) и запроса на входе запроса («ѕ), Ѕѕѕ на выходе прерывани€ вырабатывает сигнал, отключающий мультиплексор ћ от выхода ћј1..ћј4 подает номер строки в ѕ«” с выхода код прерывани€ ( ѕ) Ѕѕѕ.

ѕерва€ ћ  первой прерывающей команды содержит код адреса (31,15), где 15 - номер колонки, который сохранилс€ при выполнении последней ћ  текущей команды, а 31 = 11111(2) номер строки в 15-ой колонке, который образуетс€ подачей +5¬ через резистор на входы јстр ѕ«”. Ѕлок Ѕѕѕ содержит специальный блок уровн€ приоритета. ѕриоритет кодируетс€ 3-х разр€дным кодом. ѕреимущество имеет устройство с более низким уровнем приоритета. ≈сли поступил запрос сразу от нескольких устройств, то устройство сравнени€ приоритета вы€вл€ет более низкий уровень и этот запрос удовлетвор€етс€ первым. ѕо окончании прерывани€ программы последн€€ ћ , которой €вл€етс€ JZR (переход по адресу (0,15) ) по сигналу «ћ = 1 загружаетс€ очередна€ команда основной программы.

23. —’≈ћј ”— ќ–≈ЌЌќ√ќ ѕ≈–≈Ќќ—ј (—”ѕ)

ѕредназначена дл€ формировани€ цифры ускоренного переноса параллельно с суммированием операндов в ÷ѕЁ. ÷ифра переноса формируетс€ в —”ѕ в том случае, если ai и bi равны 1. ÷ѕЁ в этом случае вырабатывает сигнал Yi = ai bi = 1. »ли если один из операндов и цифра переноса из младшего разр€да равны единице, то :

¬ том случае, если Xi и Pi равны 1, цифра переноса в старший разр€д - 1.

”словие формировани€ цифры переноса :

24. —’≈ћј ќƒЌќ–ј«–яƒЌќ√ќ —”ћћј“ќ–ј — ‘ќ–ћ»–ќ¬јЌ»≈ћ ÷»‘–џ ѕ≈–≈Ќќ—ј ¬ —”ѕ

÷ифра переноса поступает по общему входу переноса и сдвига вправо с выхода регистра признаков Ѕћ”. ÷ифра переноса подаетс€ в схему ускоренного переноса и в младший разр€д младшего ÷ѕЁ. ¬ данной схеме объединены 8 ÷ѕЁ дл€ обработки 16-ти разр€дных данных. —двиг вправо передаетс€ сквозным переносом между центральными процессорными элементами. ÷ифра переноса формируетс€ в —”ѕ одновременно с суммированием операндов в ÷ѕЁ. —двиг вправо из младшего разр€да и цифра переноса из старшего разр€да старшего ÷ѕЁ передаетс€ на объединенный выход переноса, который соедин€етс€ с входом признаков Ѕћ”. ѕоследн€€ цифра переноса может формироватьс€ как в последнем ÷ѕЁ, так и в —”ѕ, в зависимости от того, какой сигнал подаетс€ на вход разрешение переноса (–ѕ). ≈сли –ѕ = 1, то цифра переноса снимаетс€ с выхода —”ѕ, а если –ѕ = 0, то с ÷ѕЁ.

«а счет применени€ —”ѕ врем€ выдачи переноса —9 из старшего разр€да старшего ÷ѕЁ сокращаетс€ до 20 нс.

25. ќ–√јЌ»«ј÷»я ѕјћя“» Ё¬ћ

ѕам€ть Ё¬ћ организована по иерархической лестнице, т.е. устройства обладающие большим объемом пам€ти обладают меньшим быстродействием. Ќаибольшим быстродействием обладают —ќ«” (сверх ќ«”). ќни обычно реализуютс€ на регистрах, поэтому в ћѕ —ќ«” называетс€ –ќЌ. ќбъем пам€ти —ќ«” очень мал. ќбычно пам€тью машины называют ќ«”. Ѕыстродействие ќ«” должно быть не меньше чем быстродействие электронных схем операционной части, пам€ти должно быть достаточно дл€ записи программы решаемой задачи, а так же исходных данных, промежуточных и конечных результатов. ¬нешние запоминающие устройства обладают практически неограниченным объемом пам€ти и наименьшим быстродействием. ќ«” не сохран€ет информацию при отключении питани€. —уществуют ѕ«”, которые сохран€ют информацию при отключении питани€. ѕ«” работают только в режиме чтени€, а ќ«” в режиме чтени€ и записи. —уществуют перепрограммируемые ѕ«” (ѕѕ«”), которые сохран€ют информацию при отключении питани€ и допускают запись информации. ѕри этом врем€ записи во много раз больше времени считывани€. —читывание информации из ќ«” может происходить с разрушением информации или без.

ѕри разрушении информации при считывании необходимо дополнительное врем€ на восстановление информации. ¬рем€ считывани€ состоит из времени поиска адреса, времени собственного считывани€ и времени регенерации (восстановлени€) считанной информации. ќ«” реализуетс€ на микросхемах. Ёлемент пам€ти реализован на триггерах. “риггер может быть построен на бипол€рных и унипол€рных транзисторах.

ѕо шине адреса (Ўј) в регистр адреса поступает n - разр€дный двоичный код адреса. n1 разр€д используетс€ дл€ записи номера строки, а n2 - дл€ записи номера столбца. ƒешифраторы строк и столбцов вырабатывают управл€ющие сигналы на соответствующих выходах. ѕод действием этих управл€ющих сигналов происходит выбор адресуемого элемента пам€ти, если на входе выбора кристалла (¬ ) дешифратора строк "1", то ќ«” находитс€ в режиме хранени€. ≈сли на ¬  "0", то ќ«” находитс€ или в режиме чтени€, или в режиме записи. Ќормальным €вл€етс€ режим чтени€. »нформаци€ поступает через усилитель чтени€ (”„) и выходной триггер.

–ежим записи обеспечиваетс€ подачей сигнала разрешени€ записи (–«) на усилитель записи (”«). »нформаци€ через триггер и ”« подаетс€ на информационные цепи 1 и 0. “риггеры реализованы на ћƒѕ - транзисторах.

“ранзисторы VT2 и VT4 €вл€ютс€ нагрузкой триггера. Ќапр€жение затвор - исток этих транзисторов имеет нулевое значение, поэтому они всегда открыты. “риггер реализован на VT1 и VT3. ¬ нем записана "1", если VT1 закрыт. ѕри совпадении сигналов от дешифратора строк и столбцов триггер готов к записи или считыванию информации. ”правл€ющий сигнал с выхода дешифратора столбцов действует на VT7 и VT8. ”правл€ющий сигнал с выхода дешифратора строк воздействует на VT5 и VT6.

«апись "1" производитс€ в том случае, если на информационную цепь (»÷) нул€ поступает логический "0". ƒл€ записи "0" логический "0" подаетс€ в »÷1.

¬ режиме чтени€ состо€ние триггера передаетс€ через открытые VT5-VT8 в информационные цепи. ≈сли элемент пам€ти хранит "1", то уровень "1" поступает в »÷1, а если "0", то уровень логической "1" поступает в »÷0.

26. ѕќ—“ќяЌЌџ≈ «јѕќћ»Ќјёў»≈ ”—“–ќ…—“¬ј

(ѕ«”)

ќтличаетс€ от ќ«” тем, что в него информаци€ записываетс€ однократно. ƒл€ ѕ«” возможен только режим чтени€. »нформаци€ из ѕ«” считываетс€ пословно. ¬ одной строке записываетс€ несколько слов. ¬ыбор слова в строке производитс€ с помощью селектора. —електор собран на VT0 - VT7. Ѕуфер ввода - вывода собран на многоэмиттерных транзисторах ћ“1 - ћ“4. ¬вод и вывод кодов слов производитс€ с одних и тех же выходов: 1, 2, 3, 4. “.к. ввод производитс€ однократно, то все остальное врем€ эти входы используютс€ дл€ вывода.

Ќа дешифратор строк передаетс€ 5-ти разр€дный номер строки, содержащий восемь четырех разр€дных слов. — дешифратора слов номер слова передаетс€ на селектор. Ќапример, пусть выбрана (1) строка и (0) слово. Ќеобходимо записать со второго входа "1". “ранзистор ћ“2 откроетс€. “ок этого транзистора протекает через резистор R"о и закрывает 2-ой транзистор в выбранной "четверке". “аким образом состо€ние транзистора определ€етс€ записанным разр€дом: при записи "1" - закрыт, при записи "0" - открыт. «атем повышают напр€жение коллекторного питани€ накопител€. „ерез открытый транзистор потечет повышенный ток, который прожжет перемычку, котора€ изготовлена из нихрома с сопротивлением в несколько дес€тков ќм. ƒл€ их прожигани€ достаточен ток 20-30 мј. ѕеред записью слов опорное напр€жение, подаваемое на многоэмиттерные транзистор увеличиваетс€ с тем, чтобы транзистор находилс€ в состо€нии, близком к закрытому. ѕри чтении информации также происходит выбор слова и если перемычка в транзисторе не прожжена, то ток этого транзистора создает падение напр€жени€ на Ro, которое закрывает многоэмиттерный транзистор. —осто€ние многоэмиттерного транзистора определ€ет код на выходе. “аким образом программу прожигает пользователь.

27. ¬Ќ≈ЎЌ»≈ «јѕќћ»Ќјёў»≈ ”—“–ќ…—“¬ј (¬«”)

¬«” вместе с устройствами ввода - вывода относ€тс€ к периферийным устройствам. ѕериферийные устройства обеспечивают общение человека с машиной. –аньше роль ¬«” выполн€ли перфокарты и перфоленты. ¬ насто€щее врем€ используютс€ магнитные носители информации: магнитные ленты и диски. ћагнитна€ лента относитс€ к запоминающим устройствам с последовательным доступом к пам€ти. ћагнитные диски относ€тс€ к запоминающим устройствам с произвольным доступом, т.е можно записывать и считывать информацию сразу по заданному адресу. ѕри записи информаци€ наноситс€ на магнитный носитель, движущийс€ под головкой записи. ¬ соответствии с записанным кодом происходит намагничивание элементарных участков магнитной поверхности. ѕри считывании в обмотке считывани€ наводитс€ Ёƒ— при пересечении магнитной головкой границ элементарных участков. ¬ магнитных лентах информаци€ записываетс€ перпендикул€рно направлению движени€. ƒл€ записи информации используютс€ методы записи без возврата к нулю и фазовой модул€ции. ƒл€ записи информации на магнитные диски используетс€ метод частотной модул€ции.

27.1 ћетод записи без возврата к нулю

состоит в том, что пол€рность сигнала мен€етс€ только при записи "1", следовательно в обмотке считывани€ наводитс€ Ёƒ— только в том случае, если считываетс€ единичный сигнал. Ќаличие импульса любой пол€рности в обмотке считывани€ означает "1", а отсутствие импульса "0". Ётот метод обеспечивает невысокую плотность записи 8 и 32 бит/мм. ѕри считывании возможна ошибка, когда отсутствие информации будет прин€то за "0". „тобы избежать этой ошибки необходимо подавать синхроимпульсы по специальной дорожке. ≈сли есть только синхроимпульс - "0", а если синхроимпульс и еще один импульс, то записываетс€ "1".

27.2 ‘азова€ модул€ци€.

ћетод фазовой модул€ции состоит в том, что "1" и "0" передаютс€ разной фазой, например "1" - перепад от минимума к максимуму, а "0" - наоборот. ¬ устройстве воспроизведени€ есть специальный блок, анализирующий, какой следующий знак должен быть записан. ≈сли должны быть записаны два одинаковых знака, то в середине такта делаетс€ дополнительный перепад с тем, чтобы сначала следующего такта был нужный перепад. –аспознование единиц и нулей производитс€ по импульсам вначале такта. ≈сли записана "1", то в обмотке считывани€ в начале такта импульс отрицательный. Ётот метод €вл€етс€ самосинхронизирующимс€, т.к. в начале каждого такта есть импульс - положительный или отрицательный. ѕлотность записи 32 и 63 бит/мм.

27.3 „астотна€ модул€ци€ („ћ).

ѕри „ћ "1" передаетс€ сигналом с частотой в 2 раза больше, чем при передачи "0". Ётот метод €вл€етс€ самосинхронизирующимс€, т.к. в начале каждого такта есть импульс. ѕри этом методе обеспечиваетс€ высока€ плотность записи 63 бит/мм. –аспознование "1" происходит при наличии импульса в середине такта.

28. ”—“–ќ…—“¬ј ¬¬ќƒј - ¬џ¬ќƒј »Ќ‘ќ–ћј÷»»

1. ”стройства ввода

предназначены дл€ ввода данных и программ, а также дл€ внесени€ исправлений в программу и данные, хран€щиес€ в пам€ти Ё¬ћ. ѕодраздел€ютс€ на неавтоматические (ручные) и автоматические. јвтоматические характеризуютс€ тем, что в них информаци€ вводитс€ с промежуточного носител€ информации: с перфолент, перфокарт, магнитных носителей, с напечатанных текстов и графиков, с человеческой речи. »х быстродействие выше, чем у ручных. –учные устройства отличаютс€ меньшим быстродействием, но позвол€ют корректировать информацию в процессе ввода.   ним относ€тс€ различные клавиатуры, пульты управлени€.

2. ”стройства вывода

—лужат дл€ вывода из Ё¬ћ информации, результатов обработки данных, отобража€ ее в виде таблиц, текстов, графиков. ќни раздел€ютс€ на :

- устройства вывода на промежуточный или машинный носитель (перфокарты, перфоленты, магнитные носители)

- устройства дл€ вывода и фиксации информации в виде текстов, графиков, таблиц (печатающее устройство, графопостроитель, дисплей).

- устройства вывода информации во внешнюю среду (÷јѕ, вывод на линию

св€зи)

29. ¬џ¬ќƒ »Ќ‘ќ–ћј÷»» Ќј ƒ»—ѕЋ≈…

ƒисплей €вл€етс€ наиболее удобным устройством общени€ человека с машиной. ќн позвол€ет набирать информацию на клавиатуре, высвечивать ее на экране, записывать ее в пам€ть машины, исправл€ть введенную информацию. —в€зь Ё¬ћ и диспле€ осуществл€етс€ через блок интерфейса. »нформаци€, набранна€ на знаковой клавиатуре через блок интерфейса записываетс€ в пам€ть Ё¬ћ. »нформаци€, котора€ должна быть выведена на экран через блок интерфейса записываетс€ в буферном «” (Ѕ«”). ќбъем Ѕ«” равен количеству знаков, которые могут быть одновременно высвечены на экране. ѕосле того, как Ѕ«” полностью загружено, дисплей переходит в автономный режим работы.  од знака, записанного в Ѕ«”, €вл€етс€ командой, по которой из ѕ«” микропрограмм считываетс€ микропрограмма воспроизведени€ данного знака. ћикрокоманда этой микропрограммы подаетс€ на устройство управлени€ лучом, которое преобразует эти микрокоманды в аналоговые сигналы, управл€ющие отклон€ющими системами ЁЋ“. —уществуют два способа развертки луча на экране ЁЋ“:

1. функциональный; при этом луч перемещаетс€ в пределах одного знакоместа, т.е. прочерчивает знак за знаком

2. растровый; при этом луч двигаетс€ по строчкам и высвечивает каждый знак послойно.  оличество высвечиваемых знаков может быть от 128 до 4000 и зависит от типа экрана.

ƒисплей позвол€ет исправл€ть введенную информацию с помощью маркера и светового пера. ћаркер совмещают со знаком, который нужно исправить и на функциональной клавиатуре нажимают кнопку "—“»–јЌ»≈". ¬ €чейке Ѕ«” уничтожаетс€ этот знак. «атем набираетс€ нужный и нажимают на кнопку "¬ќ«¬–ј“".

 онец светового пера, на котором находитс€ фотодиод, подводитс€ к тому знаку, который нужно уничтожить. ѕо сигналу светового пера устройство управлени€ определ€ет координаты знака на экране и в Ѕ«”. ѕо этому адресу информаци€ может быть изменена или уничтожена.

ƒл€ получени€ немерцающего изображени€ на всех экранах на ЁЋ“ блок управлени€ должен обеспечивать скорость воспроизведени€ 50 символов в сек.

30. ¬џ¬ќƒ »Ќ‘ќ–ћј÷»» Ќј “≈Ћ≈“ј…ѕ

¬ исходном состо€нии ток протекает через обмотку электромагнита приемника и передатчика телетайпа. —хема формировани€ импульса остановки представл€ет собой триггер, который находитс€ в единичном состо€нии до прихода импульса начала печати. “ок, протекающий через обмотку электромагнита прит€гивает €корь к сердечнику. — приходом импульса начала печати триггер опрокидываетс€ в нулевое состо€ние, закрыва€ усилитель мощности. ѕри этом

формируетс€ нулевой пусковой импульс. ƒлительность импульса пуска 20 мкс, как и у рабочих импульсов при передаче символов.

ѕод действием импульса пуска обесточиваетс€ обмотка электромагнита. якорь отлипает от сердечника, привод€ в готовность наборные линейки печати символов. —хема формировани€ импульса печати формирует импульс печати с длительностью, равной п€ти длительност€м рабочих импульсов при передаче 5 - ти разр€дного кода. »мпульс печати подаетс€ на схему "»", на второй вход которой подаетс€ код символа из регистра.  од символа поразр€дно вперед младшим разр€дом. –абочие импульсы, соответствующие "1" открывают усилитель мощности, соответствующие "0" - закрывают, соответственно прит€гива€ или отпуска€ €корь от сердечника. ѕри этом €корь управл€ет набором линеек.

ѕо окончании импульса печати формируетс€ импульс останова. Ётот импульс соответствует логической "1", длительностью в 1.5 раза больше длительности рабочего импульса. Ќабранный знак во врем€ импульса останова печатаетс€ на бумажной ленте. “.к. инерционность механических частей больше, чем у электронных, то длительность импульса останова больше, чем рабочего.

 од знака подаетс€ из канала св€зи в параллельном коде, а из регистра - в последовательном. —хема формировани€ импульса сдвига управл€ет последовательным перемещением старших разр€дов в направлении младших.

“елетайп €вл€етс€ механическим знакопечатающим устройством, которое выводит информацию на бумажную ленту, а следовательно обеспечивает длительное сохранение информации.

31. »Ќ“≈–‘≈…—

”стройства вычислительной системы соедин€ютс€ друг с другом с помощью унифицированных систем св€зи, называемых интерфейсом. »нтерфейс представл€ет собой систему шин, согласующих устройств, алгоритмов обеспечи-вающих св€зь всех частей Ё¬ћ между собой. ќт характеристик интерфейса зависит быстродействие и надежность Ё¬ћ. »нтерфейс должен быть стандартизирован с тем, чтобы он обеспечивал св€зь процессора и оперативной пам€ти с любым периферийным устройством (ѕ”). Ќеобходимое преобразование формата данных должно производитьс€ в ѕ”. јлгоритмы функционировани€ интерфейса и управл€ющего сигнала также должны быть стандартизированы. —хемы интерфейса обычно располагаютс€ в самих св€зываемых устройствах.

“ипы интерфейса:

1. »нтерфейс ќ«” - через него производитс€ обмен данными между ќ«” и процессором, между ќ«” и каналами ввода - вывода. ¬едущим в обмене данными, т.е. начинающим операцию обмена, €вл€етс€ процессор и каналы ввода - вывода, а исполнителем - ќ«”. Ётот интерфейс €вл€етс€ быстродействующим. »нформаци€ через него передаетс€ словами и полусловами.

2. »нтерфейс с процессором - через него происходит обмен информацией между процессором и каналами ввода - вывода. ¬едущий - процессор, исполнитель - каналы. »нтерфейс €вл€етс€ быстродействующим. ќбмен информацией через него происходит словами и полусловами.

3. »нтерфейс ввода - вывода. „ерез него происходит обмен информацией между каналами ввода - вывода и устройствами управлени€ ѕ”. ќбмен информацией производитс€ байтами. ≈го быстродействие меньше, чем у первых двух типов.

4. »нтерфейс периферийных аппаратов (ѕј). „ерез него происходит обмен информацией между устройствами управлени€ ѕј и самими ѕј. ќн не может быть стандартизирован, т.к. ѕј очень разнообразны.

»нтерфейсы могут быть односв€зными и многосв€зными.

ѕри односв€зном интерфейсе общие дл€ всех устройств шины используютс€ всеми устройствами, подключенными к данному интерфейсу, на основе разделени€ времени.

ѕри многосв€зном интерфейсе одно устройство св€зываетс€ с другими устройствами по нескольким независимым магистрал€м.

ќдносв€зный интерфейс примен€етс€ в малых и микро Ё¬ћ, а многосв€зный - в средних и больших Ё¬ћ. ћногосв€зный интерфейс характеризуетс€ тем, что каждое устройство снабжаетс€ одной выходной магистралью дл€ выдачи информации и несколькими входными дл€ приема информации от других устройств.

ѕри неисправности какой - либо входной шины или сопр€женных с ней согласующих устройств, оказываетс€ отключенным только одно периферийное устройство. »нтерфейс автоматически определ€ет неисправное ѕ” и выбирает исправные и незан€тые магистрали. ћѕ в зависимости от заданной программы выбирает последовательность опроса датчиков, т.е. вырабатывает управл€ющие сигналы обмена информацией по выбранному каналу и осуществл€ет сбор и обработку данных.

ѕо цифровому каналу св€зи сигнал может передаватьс€ параллельно или последовательно. ѕараллельна€ передача цифрового сигнала требует отдельные линии дл€ каждого разр€да, но €вл€етс€ более быстродействующей. ѕри последовательной передаче цифровые сигналы передаютс€ последовательно по одной линии св€зи. ѕо способу передачи информации во времени интерфейс может быть синхронный и асинхронный. —инхронный характерен посто€нной временной прив€зкой, а асинхронный - без посто€нной временной прив€зки. ѕри синхронной передаче данных синхронизирующие сигналы ћѕ задают временной интервал, в течении которого считываетс€ информаци€ с одного датчика. ¬ременной интервал определ€етс€ наибольшим временем задержки в системе передачи данных и максимальным временем преобразовани€ аналогового сигнала в цифровой. јсинхронна€ передача данных характеризуетс€ наличием управл€ющих сигналов: "√отовность к обмену", вырабатываемый датчиком исходной информации; "Ќачало обмена", " онец обмена", " онтроль обмена", вырабатываемые ћѕ. ѕри такой организации обмена автоматически устанавливаетс€ рациональное соотношение между скоростью передачи данных и величинами задержки сигналов в канале св€зи.

32. ќЅћ≈Ќ ƒјЌЌџћ» ћ≈∆ƒ” ќѕ≈–ј“»¬Ќќ… ѕјћя“№ё »

ѕ≈–»‘≈–»…Ќџћ» ”—“–ќ…—“¬јћ» (ѕ”)

1. ѕрограммно управл€емый обмен данными. ¬ этом случае передача данных от ѕ” в пам€ть и обратно производитс€ через ћѕ в соответствии с микропрограммой, записанной в ќ«”, ћѕ руководит обменом и операци€ обмена происходит так же, как и операци€ основной программы. ќпераци€ ввода - вывода активизируетс€ текущей командой программы или запроса от ѕ”. ѕри программном управлении передачей данных процессор "отвлекаетс€" от выполнени€ основной программы на все врем€ операции ввода - вывода, следовательно снижаетс€ производительность Ё¬ћ. ƒл€ ввода блока данных необходимо слишком много операций, таких как преобразование форматов, адресаци€ в пам€ти, определение начала и конца блока данных. ¬ результате скорость передачи данных снижаетс€. ƒешифратор определ€ет номер ѕ”, с которым будет происходить обмен данными в соответствии с программой. ћультиплексор передает данные от одного из ѕ” соответствующего номера через ћѕ в ќ«”. ѕосле того, как дешифратор определил номер ѕ” и ћѕ послал запрос об обмене данными, ћѕ ждет сигнала готовности от ѕ”. ƒемультиплексор передает данные из ќ«” на одно из ѕ”.

2. ќбмен данными с использованием пр€мого доступа к пам€ти (ѕƒѕ). ѕри этом ћѕ освобождаетс€ от участи€ в обмене данными. ќ«” св€зываетс€ с ћѕ и с аппаратурой, руковод€щей обменом данных разными шинами. ќбменом данными полностью управл€ют с помощью аппаратных средств. »нициатором обмена данными €вл€етс€

ѕ”, которое посылает запрос об обмене данными на флажок запроса ѕƒѕ. ‘лажок запроса активизирует блок ѕƒѕ. Ѕлок ѕƒѕ посылает в пам€ть сигнал чтени€ или записи и определ€ет €чейку ќ«”, с которой начнетс€ обмен данными. Ѕлок ѕƒѕ посылает эти сигналы, после того, как получит от ћѕ сигнал подтверждени€. –егистр данных передает данные из ќ«” в ѕ” и из ѕ” в ќ«”. ѕри ѕƒѕ процессор освобождаетс€ от управлени€ операци€ми ввода - вывода и может параллельно выполн€ть основную программу. ѕƒѕ обеспечивает более высокое быстродействие и более высокую производительность работы Ё¬ћ.

33. ќЅћ≈Ќ ƒјЌЌџћ» ѕќ ѕ–≈–џ¬јЌ»яћ

ѕрерывание работы ћѕ по запросу внешних устройств устран€ет необходимость выполнени€ ћѕ неэффективных операций по проверке готовности внешних устройств к обмену данными и снижает затраты времени на ожидание готовности периферийного устройства к обмену. ѕрерывани€ необходимы при обмене данными с большим числом асинхронно работающих внешних устройств. ѕрерываема€ программа должна содержать команду EI в начале участка основной программы, где допускаютс€

прерывани€.

¬иды запросов на прерывание бывают:

1. немаскируемые - которые реализуютс€ аппаратно и поступают в ћѕ по отдельной шине управлени€. Ќемаскируемые запросы обладают наивысшим при-оритетом.   ним относ€тс€ запросы от схем питани€ и контрол€ правильности передачи данных. —нижение уровн€ питани€ представл€ет опасность потери информации. —хемы контрол€ питани€ подают запрос прерывани€ и совершают переход к подпрограмме аварийной перезаписи в ќ«” с батарейным питанием или во внешнее «”. ¬ блоке питани€ предусмотрены емкостные фильтры, которые поддерживают уровень питани€ на врем€, достаточное дл€ перезаписи.

2. маскируемые запросы поступают от внешних устройств. ¬ блоке управлени€ ћѕ есть триггер разрешени€ прерывани€. Ётот триггер по команде EI устанавливаетс€ в единичное состо€ние в конце участка основной программы, на котором находитс€ команда DI блокировки прерываний, по которой триггер устанавливаетс€ в нулевое состо€ние. —осто€ние триггера выдаетс€ на выход ћѕ, который называетс€ "–ј«–≈Ў≈Ќ»≈ ѕ–≈–џ¬јЌ»…", и если на этом выходе "1", то запрос принимаетс€. ћомент по€влени€ запроса не св€зан с выполнением основной программы. ћѕ продолжает выполн€ть текущую команду основной программы. ќн должен запомнить результат выполнени€ этой команды и номер команды возврата и приступить к выполнению прерывающей программы. Ќа выход ћѕ "ѕќƒ“¬≈–∆ƒ≈Ќ»≈ ѕ–≈–џ¬јЌ»я" передаетс€ сигнал о том, что в данном цикле производитс€ прием одного байта команды.  оманда RST начинает удовлетворение запроса на прерывание; по этой команде в стек записываетс€ результат выполнени€ команды основной программы и номер команды возврата.

ѕрерывающа€ программа начинаетс€ с команды RESTART (RST), по которой из стека передаетс€ номер команды возврата и результат выполнени€ последней команды перед прерыванием. ѕеред командой RET должна быть команда сн€ти€ запрета на прерывание - EI, иначе триггер будет в нуле и одна и та же прерывающа€ программа будет выполн€тьс€ бесконечно.

34. —ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ≈ ”—“–ќ…—“¬ј

»Ќ“≈–‘≈…—ј. ј÷ѕ

  специализированным устройствам интерфейса относ€тс€ ј÷ѕ, ÷јѕ, преобразователи кодов. —пециализированные устройства преобразуют информацию к виду, удобному дл€ воспри€ти€ данной машины (это делают ј÷ѕ и преобразователи кодов). ÷јѕ преобразует

информацию к виду, удобному дл€ воспри€ти€ периферийным устройством. ѕреобразование аналоговой информации в цифровую основано на теореме  отельникова: любой аналоговый сигнал может быть записан в дискретной форме и информаци€ не будет потер€на, если шаг квантовани€ t будет выбран из услови€:

, где F max - максимальна€ частота спектра передаваемого сигнала.

¬ данной схеме происходит промежуточное преоб-разование напр€жени€ Uвх в длительность импульса триггера, котора€ в свою очередь определ€ет количество импульсов генератора импульсной последовательности (√»ѕ) со считанных счетчиком. —четчик выдает результат в двоичном коде, следовательно показани€ счетчика пропорциональны Uвх. “актовый импульс запускает генератор линейно измен€ющегос€ напр€жени€ (√Ћ»Ќ) и обнул€ет счетчик. ¬ двух компараторах  1 и  2 происходит сравнение напр€жени€ √Ћ»Ќ с "0" и с Uвх.

 огда уровень напр€жени€ √Ћ»Ќ равен "0", то на выходе  1 вырабатываетс€ сигнал, который устанавливает триггер в единичное состо€ние. Ќа схему "»" подаетс€ единичный сигнал с выхода триггера и последовательность импульсов с выхода √»ѕ. »мпульсы √»ѕ подаютс€ на счетчик, который их считает.  огда напр€жение "пилы" станет равным Uвх, сигнал с выхода  2 "опрокинет" триггер в нулевое состо€ние, импульсы через схему "»" не проход€т, счет прекращаетс€.  оличество прошедших импульсов пропорционально Uвх. “.к. напр€жение "пилы" строго говор€ не €вл€етс€ линейным, особенно на начальном участке, то точность преобразовани€ не велика. Ѕольшую точность обеспечивают ј÷ѕ с ќ— и ј÷ѕ след€щего типа.

35. ј÷ѕ — ќЅ–ј“Ќќ… —¬я«№ё (ќ—)

÷јѕ вырабатывает напр€жение ќ—. Ёто напр€жение имеет ступенчатую форму. — приходом тактового импульса счетчик начинает считать от генератора импульсной последовательности (√»ѕ). —чет прекращаетс€ при подаче нулевого сигнала с вых. компаратора. Ётот сигнал вырабатываетс€ в том случае, если напр€жение ќ— больше или равно Uвх.  оличество сосчитанных импульсов пропорционально Uвх в двоичном коде.

36. ј÷ѕ —Ћ≈ƒяў≈√ќ “»ѕј.

ј÷ѕ с ќ— преобразует в двоичный код только возрастающее Uвх. ј÷ѕ след€щего типа преобразует в цифровой сигнал как возрастающее, так и убывающее напр€жение. ¬ этой схеме примен€етс€ реверсивный счетчик.  огда на вых. компаратора ( ) единичный сигнал (Uвх > Uос) счетчик находитс€ в режиме пр€мого счета.  огда Uвх Uос, на выходе   - "0" и счетчик переходит в режим обратного счета.

37. ÷јѕ — —”ћћ»–ќ¬јЌ»≈ћ Ќјѕ–я∆≈Ќ»я Ќј ќѕ≈–ј÷»ќЌЌќћ

”—»Ћ»“≈Ћ≈ (ќ”).

÷јѕ преобразует информацию в двоичном коде в непрерывную. Ќа его выходе формируетс€ ступенчатое напр€жение. “очность воспроизведени€ зависит от шага квантовани€ и величины "ступеньки". Ќи шаг квантовани€, ни величину "ступеньки" нельз€ уменьшить ниже технических возможностей схемы. —хемы ÷јѕ могут строитьс€ с суммированием напр€жени€ или тока на ќ” или как аттенюатор сопротивлений.

¬ этой схеме триггеры образуют регистр, в который заноситс€ двоичный код числа.  оэффициент передачи ќ” дл€ выхода каждого триггера €вл€етс€ взвешенным в соответствии с разр€дом числа, хранимого в триггере:


Ќапр€жение с выхода триггера n-ного разр€да передаетс€ на выход усилител€ с коэффициентом передачи:

т.е. он в 2 раза больше, чем коэффициент Kn-1. —ледующий весовой коэффициент n-ного разр€да в 2 раза больше весового коэффициент n-1 разр€да. ≈сли считать, что уровень "1" соответствует ≈, а уровень "0" - 0, то:

где N - дес€тичное значение преобразуемого двоичного числа, записанного в регистре.

≈ - напр€жение питани€ триггера, соответствующее логической "1"

¬еличина ступеньки определ€етс€ уровнем "1" и не может быть меньше напр€жени€ питани€.

Ќ≈ƒќ—“ј“ќ : нестабильное питание триггера и необходимость точного подбора большого числа номиналов сопротивлений на входе ќ”.

38. ѕ–»ћ≈Ќ≈Ќ»≈ ћ» –ќ Ё¬ћ ¬ —»—“≈ћј’ ј¬“ќћј“»«»–ќ¬јЌЌќ√ќ ”ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»я (—ј”)

ѕримером —ј” можно считать можно считать станок с „ѕ”. —ј” должна поддерживать какой - либо параметр на заданном уровне. ¬ качестве регулируемого параметра может быть угол резани€ резца.

«адание представл€ет собой входное воздействие ’, которое в —ј” называетс€ входным воздействием. Ќа объект управлени€ воздействует возмущающее воздействие ≈, которое представл€ет собой износ режущего инструмента и вли€ние материала заготовки. ¬ыходна€ величина Y представл€ет собой действительное значение угла резани€. Ёто действительное значение с помощью датчика состо€ни€ объекта преобразуетс€ в электрический сигнал.  онтроллер преобразует аналоговый сигнал в цифровой и передает в управл€ющую микро Ё¬ћ. ¬ пам€ть микро Ё¬ћ также передаетс€ заданное значение регулируемого параметра в двоичном коде. Ё¬ћ сравнивает эти значени€ и вырабатывает управл€ющее воздействие.

 руг задач, решаемых Ё¬ћ в данной системе и набор действий, предписываемых станку, ограничен. ѕоэтому дл€ Ё¬ћ не требуетс€ большого объема пам€ти, программа может быть записана в ѕ«” и не требуетс€ сети периферийных устройств. ƒостаточно только клавиатуры и диспле€.

”правл€ющий сигнал, пропорциональный сигналу рассогласовани€, подаетс€ на интерфейс блока св€зи с объектом, в котором происходит преобразование цифрового сигнала в аналоговый. »сполнительный механизм (электродвигатель) в соответствии с управл€ющим сигналом воздействует на объект таким образом, чтобы свести ошибку рассогласовани€ к "0".

Ёто —ј”, примен€ема€ в одном цехе, может быть св€зана с большой Ё¬ћ, примен€емой дл€ управлени€ целым заводом. ¬ этом случае она подключаетс€ через каналы св€зи к большой Ё¬ћ, снабженной большим количеством периферийных устройств и имеющей большой объем пам€ти.

39. —’≈ћј —”ћћ»–ќ¬јЌ»я Ќјѕ–я∆≈Ќ»я

Ќј ј““≈Ќёј“ќ–≈ —ќѕ–ќ“»¬Ћ≈Ќ»…

ƒостоинством данной схемы €вл€етс€ то, что в ней используютс€ резисторы только двух номиналов. ¬еличина ступеньки пропорциональна ≈/3 и определ€етс€ только напр€жением стабильного источника ≈ и не зависит от выходного напр€жени€ триггера.

“риггеры образуют регистр, в котором содержитс€ двоична€ информаци€, котора€ должна быть преобразована в аналоговую форму. Ќа выходе триггера, пр€мом и инверсном, наход€тс€ ключи.  люч  л1 находитс€ на пр€мом выходе триггера. Ќа второй вход ключа подаетс€ напр€жение стабильного источника.

¬ том случае, если в триггере записана 1, то напр€жение источника ≈ прикладываетс€ к R1. ≈сли записан 0, то ключ  л1 закрыт и нулевой потенциал через ключ  л1' прикладываетс€ к R1.

¬ соответствии с записанным числом вырабатываетс€ выходное напр€жение, пропорциональное ≈/8:

где N - дес€тичное число

40. ѕ–»ћ≈Ќ≈Ќ»≈ ћ» –ќ Ё¬ћ ¬

ѕ–»Ѕќ–ј’ (—ѕ≈ “–ќ‘ќ“ќћ≈“–)

—пектрофотометр примен€етс€ дл€ качественного и количественного анализа состава жидкого и прозрачного твердого образца. ѕринцип его действи€ основан на том, что световой луч по разному поглощаетс€ веществом, в зависимости от его состава. —ледовательно коэффициент поглощени€ дл€ разных веществ будет различным. ћикро Ё¬ћ выполн€ет в этом приборе следующие функции: автоматизаци€ процесса измерени€; экспресс обработку результатов измерени€; повышение точности прибора; облегчает общение оператора с прибором.

¬ пам€ти микро Ё¬ћ записаны коэффициенты поглощени€ различных веществ, программа испытаний и программа управлени€ устройством подачи образца (”ѕќ). ћонохроматор представл€ет собой генератор, испускающий световые волны с заданной программой частотой. —ветофильтр поглощает все мешающие колебани€ кроме одного требуемой частоты. Ётот луч, проход€ через образец, поглощаетс€ в зависимости от его состава. ѕриемник излучени€ принимает эти колебани€, амплитуда которых зависит от коэффициента поглощени€ и вырабатывает сигнал, пропорциональный изменению амплитуды. ћикро - функциональный модуль (ћ‘ћ) ј÷ѕ преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму и передает цифровой сигнал в микро Ё¬ћ. ћикро Ё¬ћ сравнивает полученные результаты с записанными в пам€ти и определ€ет состав вещества. ќператор может набирать программу измерений с помощью клавиатуры и выводить информацию на самописец, табло, на телеграфный аппарат. Ѕлок ручной корректировки позвол€ет оператору вносить изменени€ в программу.


41. ѕ–ќ√–јћћЌќ≈ ќЅ≈—ѕ≈„≈Ќ»≈ (ѕќ) Ё¬ћ.

—остоит из операционной системы (ќ—) и программ пользовател€. ќ— состоит из утилит, библиотеки подпрограмм, €зыковых трансл€торов, программы - компоновщика, редактора, монитора, загрузчика.

Ќаписание программы начинаетс€ с постановки задачи и с создани€ математической модели. «атем пишетс€ алгоритм, который представл€ет собой пошаговую процедуру решени€ задачи. ѕрограмма пишетс€ на €зыке высокого уровн€. языки высокого уровн€ не св€заны с архитектурой данной машины.

ѕрограмма, написанна€ на €зыке высокого уровн€ называетс€ исходным модулем. ѕрограмма - трансл€тор преобразует исходный модуль программу на €зыке машинных кодов называетс€ объектным модулем. ћашинный код дл€ каждой машины свой. ѕрограмма - редактор используетс€ дл€ ввода текста программы в Ё¬ћ и ее последующего редактировани€. ѕрограмма - компоновщик св€зывает объектные модули, €вл€ющиес€ результатом трансл€ции программ и подпрограмм считанных из библиотеки подпрограмм. ѕрограмма -отладчик позвол€ет выполн€ть программу по одной или нескольким командам за один шаг, что позвол€ет программисту провер€ть результат выполнени€ отдельных частей программы.

ƒл€ ввода программы с клавиатуры или ¬«”, используетс€ программа, называема€ загрузчиком. ¬ ее функции входит операци€ чтени€ или записи по заданному адресу пам€ти, а так же выполнение работ по отладке и обслуживанию программ. ¬ последнем случае программа - загрузчик называетс€ монитором. ќна может быть записана в пам€ть машины, тогда она называетс€ резидентной. ¬ыполнение загрузки программы в пам€ть начинаетс€ с передачи управлени€ по первому адресу программы.

42. ќѕ≈–ј÷»ќЌЌјя —»—“≈ћј Ё¬ћ

ѕредставл€ет собой программное обеспечение вычислительного процесса. ќна управл€ет вводом - выводом, загрузкой программы данных в пам€ть, трансл€цией программы и данных в машинные коды, управл€ет выполнением программ.

¬ зависимости от машины некоторые операции выполн€ютс€ аппаратно, а некоторые программно. ƒл€ пользовател€ это значени€ не имеет, т.к. он обращаетс€ к виртуальной машине. ќ— так же нужна дл€ управлени€ файлами. ‘айлом называетс€ поименованна€ совокупность однородной информации, размещенной на внешнем носителе и имеюща€ определенное функциональное значение. ¬ процессе выполнени€ программы весь монитор или его часть записываютс€ в ќ«”. ¬ этом случае он называетс€ резидентным. ќстальна€ часть монитора вводитс€ в пам€ть Ё¬ћ по мере надобности. ≈сли надобность в ней отпадает то ќ«” от нее освобождаетс€.

ѕосле включени€ питани€ и записи в пам€ть монитора Ё¬ћ приступает к выполнению программы. «апись в пам€ть монитора осуществл€етс€ либо автоматически либо по команде пользовател€.   системным программам относ€тс€ так же программы обслуживани€ ѕ” которые могут быть реализованы двум€ способами: функциональный и логический. ƒл€ создани€ функциональной программы программист должен знать принцип действи€ и особенности ѕ”. Ёто затрудн€ет работу программиста, поэтому на функциональном уровне выполн€ютс€ только команды готовности к обмену данными и команды прерываний. ¬о всех остальных случа€х используют специальные прерывающие программы, называемые драйверами. ƒрайвер представл€ет собой программу обращени€ к конкретному ѕ”. ¬ программе ввода - вывода программист записывает номер ѕ” к которому необходимо обратитьс€. ѕо этому номеру происходит вызов соответствующего драйвера.

ƒл€ расширени€ функциональных возможностей Ё¬ћ в системное обеспечение Ё¬ћ входит программа обращени€ к библиотеке подпрограмм. Ѕиблиотека содержит программы стандартных функций, а так же программы ввода - вывода

43. ћ» –ќѕ–ќ÷≈——ќ–Ќџ…  ќћѕЋ≈ “   1804.

ѕроцессор - это цифровое устройство, вход€щее в Ё¬ћ и выполн€ющее обработку информации в соответствии с заложенной в Ё¬ћ программой. ѕрограмма находитс€ в пам€ти Ё¬ћ и состоит из отдельных команд, пон€тных дл€ процессора. ¬ каждой команде содержатс€ сведени€ о том, откуда вз€ть исходные данные, какую операцию над ними выполн€ть и куда поместить результат. ѕроцессор состоит из двух взаимосв€занных устройств: операционного устройства (ќ”) и управл€ющего устройства (””).

ќ” предназначено дл€ выполнени€ операций. ќно включает в себ€ в качестве узлов регистры, сумматоры, каналы передачи информации, мультиплексоры дл€ коммутации каналов, дешифраторы и т.д. ”” координирует действие узлов ќ”. ”” вырабатывает в определенной временной последовательности управл€ющие сигналы, под действием которых в узлах ќ” выполн€ютс€ требуемые действи€. Ѕлагодар€ достижени€м микроэлектроники, обеспечивающей в одной микросхеме упаковку дес€тков тыс€ч элементов, такое сложное цифровое устройство, как процессор, разрешаетс€ в одном или

нескольких Ѕ»—. —лово "большие" относитс€ не к физическим размерам схемы, а к степени интеграции элементов схемы.

–ассмотрим построение и функционирование микропроцессорной секции  1804¬—1, на базе которой создан процессор серийно выпускаемой мини-Ё¬ћ —ћ - 1420.

ћикропроцессорна€ секци€ (ћѕ—) представл€ет собой 4-х разр€дную секцию, в которой возможны хранение и обработка 4-х разр€дных данных. ќбъединением нескольких секций можно построить многоразр€дное ќ” процессора.

ЅЋќ  ¬Ќ”“–≈ЌЌ≈… ѕјћя“» (Ѕ¬ѕ). ¬ блоке имеетс€ регистровое запоминающее устройство (–«”), содержащее 16 4-х разр€дных регистров. јдреса регистров представл€ютс€ 4-х разр€дными кодовыми операци€ми. –«” имеет два адресных входа ј3...ј0 и ¬3...¬0, на которые информаци€ поступает из команды.

«адава€ в пол€х команды адреса ј3...ј0 и ¬3...¬0, можно одновременно производить чтение и выдачу на выходы ј и ¬ –«” содержимого любой пары регистров. ѕри совпадении адресов ј3...ј0 и ¬3...¬0 на оба входа ј и ¬ –«” передаетс€ содержимое одного и того же регистра. ¬ыданное на выходы ј и ¬ содержимое регистров –«” принимаетс€ соответственно в регистры PrA и PrB. ƒалее эти регистры служат источниками операндов, над которыми выполн€ютс€ операции. «апись в –«” в каждом тактовом периоде может производить лишь в один из регистров, адрес которого задаетс€ шиной ¬3...¬0. «аписываемые в –«” данные поступают на вход –«” с выхода арифметико-логического устройства (јЋ”) через узел сдвигател€ данных јЋ” (—ƒј). ƒанные через —ƒј могут передаватьс€ без сдвига либо со сдвигом на один разр€д влево и вправо. “аким образом, за один тактовый период из –«” может быть выдано содержимое двух регистров, над ними в јЋ” выполнена некотора€ операци€, и полученный в јЋ” результат сдвинут вправо или влево и записан в регистр –«”. ¬ыводы PR0 и PR3 в зависимости от направлени€ сдвига служат входом или выходом, через которые производитс€ запись значени€ в освобождающиес€ при сдвиге разр€д и выдача содержимого выдвигаемого разр€да. „тение из регистров –«”, адресуемых шинами ј3...ј0 и ¬3...¬0 происходит при высоком уровне тактового сигнала “.

¬ход –«” при этом логически отключен, и –«” не реагирует на поступающую на вход информацию. ¬ыдаваемые из –«” данные принимаютс€ в регистры операндов PrA и PrB, построенные на простых триггерах.

ѕри низким уровне тактового сигнала (временной интервал t2 - t3) входы регистров PrA и PrB логически отключаютс€ от выходов –«” и регистры продолжают хранить прин€тую информацию. ѕри этом в регистр –«”, адресуемый шиной ¬3...¬0, производитс€ запись передаваемой через —ƒј информации таким образом, что чтение и запись в –«” разнесены во времени.

ЅЋќ  –јЅќ„≈√ќ –≈√»—“–ј Q (Ѕ–). Ѕлок содержит одиночный 4-х разр€дный регистр Q, построенный на триггерах D - типа. —одержимое регистра посто€нно передаетс€ в узел јЋ” (в блоке ЅјЋ). «апись же в регистр может производитс€ по положительному перепаду тактовых импульсов. ƒанные на вход регистра передаютс€ через узел сдвигател€ регистра Q (CP), который работает аналогично узлу —ƒј блока Ѕ¬ѕ, передава€ записываемые в регистр данные без сдвига либо со сдвигом на один разр€д влево или вправо. ¬ отличии от —ƒј, через который передаетс€ либо результат операции с выхода јЋ” либо содержимое самого регистра Q. ѕоследнее обеспечивает возможность выполнени€ сдвига содержимого регистра Q, производимого параллельно с операцией в јЋ”.

ЅЋќ  ј–»‘ћ≈“» ќ - Ћќ√»„≈— »… (ЅјЋ). јЋ” имеет два 4-х разр€дных входа R и S. ƒанные на эти входы поступают с выхода селектора источников данных (—»ƒ).  роме этих входов јЋ” имеет вход дл€ подачи переноса —0. Ќа вход R јЋ” —»ƒ коммутирует или выход регистра PrA блока Ѕ¬ѕ или внешнюю шину данных D3...D0 либо передает на этот вход нулевое значение. Ќа вход 8 —»ƒ коммутируют один из трех источников (PrA, PrB, PrQ) или передают нулевое значение.

–езультат операции с выхода јЋ”, как отмечалось выше, подаетс€ на сдвигатели —ƒј и —– блоков Ѕ¬ѕ и Ѕ–.  роме того, результат операции подаетс€ на селектор выходных данных (—¬ƒ), который коммутирует в выходную шину ”3...”0. —одержимое регистра PrA блока Ѕ¬ѕ либо выход јЋ”. —¬ƒ построен на элементах с трем€ состо€ни€ми и управл€етс€ сигналом ≈... ѕередача информации на шину ”3...”0 производитс€ при управл€ющем сигнале ≈...= 0, при сигнале ≈...= 1 —¬ƒ переводитс€ в третье (выключенное) состо€ние, и микросхема ћѕ— отключаетс€ от шины ”3...”0.

јЋ” имеет выходы, на которых формируютс€ следующие признаки результата выполненной информации:

- Z - признак нулевого результата (Z=1, если результат равен нулю).

- F3 - старший разр€д результата, который может рассматриватьс€ как знаковый разр€д.

- —4 - признак переноса (при выполнении арифметических операций —4=1, если возникает перенос из старшего разр€да).

- OVR - признак перевыполнени€ (при выполнении арифметических операций OVR = —3 + —4, где —3 - перенос, передаваемый в старший разр€д); если числа представл€ютс€ со знаковым разр€дом, то при

OVR = 1 искажаетс€ знаковый разр€д, т.е. результат оказываетс€ ошибочным.

ќбозначение символом - это операци€ по разр€дного суммировани€ по модулю 2 (эту операцию называют так же операцией "исключающее или" или операцией "неравнозначности").

ЅЋќ  ”ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»я (Ѕ”). Ѕлок предназначен дл€ преобразовани€ содержимого пол€ кода операции i8...i0 команды в систему управл€ющих сигналов, под действием которых в узлах микросхемы ћѕ— выполн€ютс€ операции.

44. ј——≈ћЅЋ≈–  580

ѕосле того, как программа написана на €зыке высокого уровн€ она транслируетс€ в машинный код, но программу можно написать на ассемблере, который так же как и машинный код ориентирован на архитектуру данной машины. јссемблером называетс€ программа - трансл€тор с символического €зыка, который называетс€ €зыком ассемблера. язык называетс€ символическим, потому что операции в нем записываютс€ в виде сокращений английских названий этих операций.

–ассмотрим операцию сложени€ 2-х 16-ти значных дес€тичных чисел, записанных в двоично - дес€тичном коде. „тобы сложить их в 8-ми разр€дном ћѕ надо повторить операцию сложени€ 8 раз. ќдин из регистров используетс€ в качестве счетчика. ƒве пары регистров используют дл€ указани€ адресов в ќ«”, в котором записаны слагаемые. —ложение начинаетс€ с младших разр€дов.  ажда€ дес€тична€ цифра записываетс€ 4-м€ разр€дами, значит в первом цикле будут складыватьс€ две дес€тичные цифры.

јлгоритм решени€ задачи выгл€дит следующим образом:

1. ќпределение в пам€ти адреса слагаемых.

NA 100(H) - 107(H)

NB 108(H) - 10F(H)

2. «агружаем в аккумул€тор два младших дес€тичных разр€да числа NA, которые записаны по адресу 100 (Ќ)

3. —кладываем содержимое аккумул€тора и 2 младших дес€тичных разр€да числа NB, записываем по адресу 108 (Ќ)

4. «аписываем результат сложени€ по адресу Nј (100Ќ)

5. ”величиваем содержимое регистров ј и ¬ на 1, а содержимое счетчика уменьшаем на 1. ¬ аккумул€тор помещаетс€ содержимое €чейки 101H, котора€ складываетс€ в аккумул€торе с содержимым €чейки 109H. » так происходит до тех пор пока счетчик не обнулитс€.

ѕри сложении двоично - дес€тичных чисел должна проводитс€ операци€ DAA - дес€тичной коррекции аккумул€тора: котора€ состоит в том: что если при сложении получилась запрещенна€ комбинаци€, то добавл€етс€ цифра 6, т.к. перенос в 4-х разр€дном двоичном числе формируетс€ на цифре 16, а в дес€тичном - на цифре 10, то добавл€€ 6 мы формируем цифру переноса в старший разр€д и избавл€емс€ от запрещенной комбинации.

 оманда на ассемблере содержит 4 пол€, которые отдел€ютс€ друг от друга пробелом или символами (: ; -) в зависимости от типа Ё¬ћ.

ѕервое поле называетс€ меткой или именем. ќно заполнено не всегда, а только в случае многократного обращени€ к этой команде.

¬торое поле - поле операции. «аполн€етс€ всегда.

“ретье поле - поле операнда. —уществуют операции (останов, конец), в которых операнд не указываетс€.

„етвертое поле - поле комментари€. Ќе транслируетс€ в двоичный код и €вл€етс€ по€сн€ющим.

ѕ–»ћ≈– ѕ–ќ√–јћћџ:

1. LXI D,NA

2. LXI D,NB

3. MVI C.8

4. XRA

5. LOOP: LDAX D

6. ADC M

7. DAA

8. STAX D

9. INX H

10. INX D

11. DCR C

12 JNZ LOOP

ком 1. команда непосредственной загрузки адреса NA в пам€ть в регистры D, E (запись 100)

ком 2. команда непосредственной загрузки адреса 108(H) в регистры H,L

ком 3. команда непосредственной пересылки числа циклов (8) в счетчик, которым €вл€етс€ регистр —

ком 4. операци€ очистки или обнулени€ аккумул€тора. »сключает "»Ћ»" или cложение по модулю два содержимого аккумул€тора с самим собой.

ком 5. имеет им€, т.к. к ней обращаютс€ неоднократно в процессе выполнени€

программы. ѕо этой команде происходит загрузка в аккумул€тор содержимого €чейки ќ«”, номер которой записан в регистрах D,E.  оманда косвенной адресации, т.е. в коде команды указываетс€ номер регистра, содержащего номер €чейки ќ«”, содержащей операнд. Ќа первом шаге это будет €чейка 100(Ќ)

ком 6. содержимое аккумул€тора, которое €вл€етс€ содержимым €чейки 100(Ќ) на первом шаге, складываетс€ с байтом NB, который содержитс€ в €чейке 108(Ќ). Ѕуква ћ означает, что NB считывает из €чейки ќ«”

ком 7. команда дес€тичной коррекции

ком 8. STORE - команда с косвенной адресацией. –езультат сложени€ помещаетс€ в €чейку ќ«”, номер который записан в регистре D.

ком 9. »нкремент - увеличение на 1 содержимого регистра H

ком 10. »нкремент - увеличение на 1 содержимого регистра D

ком 11. ƒекремент - уменьшение на 1 содержимого регистра — (счетчика)

ком 12.  оманда условного перехода. ≈сли содержимое счетчика не ноль, то

осуществл€етс€ переход к метке LOOP.