Lập trình bộ vi xử lý đơn chip - Grigoriev V.L. Phần cứng và phần mềm của hệ thống vi xử lý đơn giản

GIỚI THIỆU 3

1 Cấu trúc logic của hệ thống vi xử lý 4

1.1 Cấu trúc logic của một hệ thống vi xử lý đã phát triển 9

2.1 Đường cao tốc thông tin 12

2.2 Đường trục địa chỉ 12

2.3 Dữ liệu Quốc lộ 12

2.4 Đường điều khiển 13

3 Phân loại MP 15

Kết luận 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

GIỚI THIỆU

Sự phát triển của vi điện tử vào đầu những năm 1970 dẫn đến sự xuất hiện của bộ vi xử lý (MP) - một loại bộ vi xử lý lớn mới mạch tích hợp(LSI), có mục đích phổ biến, các thiết bị hoàn chỉnh về chức năng, về chức năng và cấu trúc gợi nhớ đến một phiên bản đơn giản hóa của bộ xử lý máy tính thông thường, nhưng có kích thước nhỏ hơn không thể so sánh được. Thông điệp đầu tiên về việc tạo ra bộ vi xử lý xuất hiện vào năm 1972. Bộ vi xử lý thuộc một loại vi mạch, đặc điểm của nó là khả năng điều khiển chương trình hoạt động của LSI bằng cách sử dụng một tập lệnh cụ thể.

Phạm vi ứng dụng của MPBIS rất rộng: từ các hệ thống máy tính hiệu năng cao phức tạp đến các máy móc và cơ chế đơn giản nhất.

MPBIS là các phần tử lập trình phổ quát, từ một số lượng nhỏ có thể xây dựng các hệ thống vi xử lý có cấu trúc và chức năng tương tự như máy tính truyền thống.

Tuy nhiên, chi phí thấp, tính đơn giản và độ tin cậy của hệ thống vi xử lý giúp chúng có thể tích hợp chúng vào nhiều thiết bị khác nhau. Sự hiện diện của sức mạnh tính toán rẻ chưa từng có giúp mang lại cho những thiết bị đó những đặc tính mới và mở rộng đáng kể nó chức năng. Trong một số trường hợp, những đặc tính này khác thường đến mức người ta có xu hướng mô tả thiết bị vi xử lý bằng từ “thông minh”.
^

1 Cấu trúc logic của hệ thống vi xử lý

Bộ vi xử lý là một thiết bị được điều khiển bằng phần mềm phổ quát có đầy đủ chức năng để thực hiện quá trình xử lý thông tin số và việc kiểm soát nó được thực hiện trên một hoặc nhiều LSI.

^ Bộ vi xử lý LSI (MP LSI) – một mạch tích hợp thực hiện chức năng của MP hoặc bộ phận của nó. Về cơ bản, đây là LSI với tổ chức bộ xử lý được thiết kế để xây dựng hệ thống bộ vi xử lý.

^ Bộ vi xử lý (MPC) là một bộ MP và các LSI và VLSI khác, tương thích về thiết kế và thiết kế công nghệ và được thiết kế để sử dụng chung trong việc xây dựng MP, máy vi tính và các công cụ tính toán khác. (chipset).

Cấu trúc logic (kiến trúc) của bộ vi xử lý tập trung vào việc đạt được tính phổ biến của ứng dụng, hiệu suất cao và khả năng sản xuất. MP linh hoạtđược xác định bởi khả năng sử dụng đa dạng của chúng và được cung cấp bởi phần mềm điều khiển của bộ vi xử lý, cho phép cấu hình phần mềm của MP để thực hiện các chức năng nhất định, nguyên tắc xây dựng mô-đun chính, cũng như các phương tiện logic và phần cứng đặc biệt: bộ nhớ đăng ký cực nhanh, hệ thống ngắt đa cấp, truy cập bộ nhớ trực tiếp, mạch điều khiển I/O có thể tùy chỉnh bằng phần mềm, v.v.

Khá cao Hiệu suất MPđạt được bằng cách sử dụng LSI và VLSI tốc độ cao và đặc biệt giải pháp kiến trúc, chẳng hạn như bộ nhớ ngăn xếp, các phương pháp đánh địa chỉ khác nhau, hệ thống lệnh linh hoạt, v.v.

Khả năng sản xuất Các công cụ bộ vi xử lý được cung cấp theo nguyên tắc thiết kế mô-đun, bao gồm việc triển khai các công cụ này dưới dạng một bộ LSI hoàn chỉnh về mặt chức năng, dễ dàng kết hợp thành các thiết bị, máy móc, tổ hợp và hệ thống máy tính phù hợp.

Bộ vi xử lý có khả năng tính toán và logic lớn, tính linh hoạt và linh hoạt cao được đặc trưng bởi chi phí thấp, kích thước nhỏ độc đáo và độ tin cậy cao. Nhờ những tính năng này, MP đóng vai trò là thành phần hệ thống, trên cơ sở đó các hệ thống vi xử lý phổ quát và chuyên dụng, máy vi tính, vi điều khiển có thể lập trình được tạo ra, tích hợp trực tiếp vào thiết bị, máy móc, lắp đặt công nghệ và cho phép đạt được sự gia tăng đáng kể về mức độ tự động hóa các quy trình công nghệ, tiết kiệm năng lượng, nguyên liệu, vật liệu, tăng năng suất, chất lượng công việc.

Ưu điểm của MP so với các bộ xử lý lớn là sức mạnh của bộ xử lý sau được chia sẻ giữa nhiều người dùng (tác vụ), trong khi MP dành cho một người dùng (tác vụ) sử dụng. Kết quả là nó trở nên dễ dàng hơn nhiều phần mềm. Trong các máy tính lớn, phần mềm hỗ trợ hoạt động của chúng (chủ yếu là hệ điều hành) đòi hỏi chi phí chung lớn bên cạnh chi phí phần cứng đáng kể. Loại chi phí này thấp hơn nhiều hoặc hầu như không có trong các hệ thống vi xử lý. Ưu điểm của MP càng tăng lên khi dung lượng và tốc độ của chúng tăng lên. Các MP hiện tại vượt trội hơn nhiều so với các bộ xử lý máy tính thông thường và máy tính mini được sản xuất cách đây 10 năm. Do đó, tiền tố “vi mô” nên được hiểu theo quy mô và chi phí của hệ thống MP và MP, hơn là khả năng của chúng.

Một hệ thống điện tử thực sự dựa trên bộ vi xử lý chứa một số lượng đáng kể các thiết bị chức năng, một trong số đó là bộ vi xử lý. Tất cả các thiết bị hệ thống đều có giao diện chuẩn và được kết nối với một đường cao tốc thông tin duy nhất, như trong Hình 1.1.

Bộ vi xử lý thực hiện trong hệ thống các chức năng của thiết bị điều khiển trung tâm và thiết bị chuyển đổi dữ liệu logic số học. Là một thiết bị điều khiển, nó tạo ra các chuỗi tín hiệu đồng hồ và logic xác định trình tự kích hoạt của tất cả các thiết bị logic trong hệ thống. Bộ vi xử lý thiết lập và thực hiện tuần tự các thao tác vi mô để truy xuất các lệnh chương trình từ bộ nhớ hệ thống, giải mã và thực thi chúng. Loại hoạt động của bộ vi xử lý được xác định bởi opcode trong lệnh. Theo các mã này, bộ vi xử lý thực hiện các phép toán số học, logic hoặc các phép toán khác trên các số được biểu thị bằng mã BCD nhị phân hoặc mã hóa.

Các số trải qua các phép biến đổi hoạt động trong đơn vị logic số học của bộ vi xử lý được gọi là toán hạng. Toán hạng có thể là một trong các số gốc, kết quả, hằng số hoặc một tham số nào đó. Một thao tác trong bộ vi xử lý được thực hiện trên một hoặc hai toán hạng.

Bộ nhớ của hệ thống vi xử lý được thực hiện một cách vật lý trên cơ sở nhiều bộ nhớ khác nhau. Tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế dẫn đến việc xây dựng bộ nhớ phân cấp dựa trên các thiết bị bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên và vĩnh viễn bán dẫn và các thiết bị lưu trữ bên ngoài từ tính.

Hình 1.1 - Cấu trúc logic của hệ thống vi xử lý
Các thiết bị bộ nhớ chỉ đọc ROM bán dẫn chỉ cho phép đọc dữ liệu được ghi trước trong quá trình vận hành hệ thống. Có tốc độ cao hoạt động và không biến động, tức là giữ lại thông tin khi tắt nguồn.

Các thiết bị bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) bán dẫn hoạt động ở chế độ trực tuyến (trùng với tốc độ hoạt động của bộ vi xử lý) ghi và đọc dữ liệu. Nhược điểm của RAM là tính dễ biến động của chúng, tức là. Mất thông tin đã ghi khi tắt nguồn.

Bộ nhớ hệ thống có thể định địa chỉ, tức là. Mỗi từ được ghi vào một ô nhớ với địa chỉ duy nhất của riêng nó. Một từ là một tập hợp các đơn vị nhị phân (bit) - các bit nhị phân được hiểu là một số riêng biệt hoặc một số nhóm bit nhị phân ngữ nghĩa. Để nhận một số từ bộ nhớ hoặc ghi một số vào bộ nhớ, bạn phải xác định chính xác địa chỉ của nó trong bộ nhớ và thực hiện thao tác đọc dữ liệu từ bộ nhớ.

Thiết bị nhập dữ liệu (DID) - bất kỳ phương tiện nào được thiết kế để truyền dữ liệu từ bên ngoài sang các thanh ghi bộ vi xử lý hoặc tới bộ nhớ (bàn phím bảng điều khiển, đầu vào từ băng đục lỗ và thẻ đục lỗ, thiết bị lưu trữ bên ngoài trên băng từ, băng cassette, đĩa, màn hình, v.v.) .

Thiết bị xuất dữ liệu (DOU) là bất kỳ phương tiện nào có khả năng nhận dữ liệu được truyền từ thanh ghi bộ vi xử lý hoặc ô nhớ (màn hình, thiết bị in, thiết bị lưu trữ ngoài, bảng điều khiển, v.v.).

Để kết nối các thiết bị đầu vào hoặc đầu ra khác nhau (cũng như các thiết bị đầu vào-đầu ra kết hợp), cần phải đưa tất cả các kết nối và tín hiệu của chúng về dạng chuẩn, tức là. giao diện phối hợp. Để làm điều này, một đơn vị phần cứng đặc biệt được sử dụng - bộ điều khiển thông tin IR, có giao diện tiêu chuẩn ở phía kết nối với đường cao tốc thông tin và giao diện không chuẩn ở phía các thiết bị đầu vào-đầu ra, tức là. đó là một công cụ chuyển đổi giao diện giao diện.

Bộ vi xử lý MP, RAM và ROM, cùng với các máy tính dành cho hoạt động với con người hoặc hệ thống điện tử khác, được gọi là máy vi tính. Máy vi tính là một máy tính, phần trung tâm của nó bao gồm bộ xử lý, RAM, ROM và bộ điều khiển thông tin, được xây dựng trên cơ sở LSI. Việc sử dụng LSI làm thành phần cơ bản chính mang lại cho máy vi tính những ưu điểm so với các loại máy tính khác như độ nhỏ gọn, độ tin cậy, tiêu thụ vật liệu thấp, tiêu thụ điện năng thấp và chi phí. Nhưng cấu trúc xương sống của máy vi tính và giới hạn tốc độ của bộ vi xử lý quyết định đặc tính hiệu suất vừa phải của máy vi tính. Điều này đề cập đến các máy vi tính dựa trên bộ vi xử lý trên một hoặc nhiều chip. Trong các máy vi tính dựa trên các bộ phận vi xử lý lưỡng cực, hiệu suất cao có thể đạt được thông qua việc thực hiện xử lý dữ liệu đường ống và kiểm soát quá trình tính toán tốc độ cao, hiệu quả cao, ngay cả với cấu trúc xương sống.

Một máy vi tính trở thành bộ phận trung tâm của hệ thống giám sát, điều khiển và tính toán điện tử khi nó được đưa vào vòng điều khiển của một đối tượng (quy trình) nhất định. Để giao tiếp với máy vi tính, đối tượng (quy trình) phải được trang bị cảm biến trạng thái và bộ truyền động. Các cảm biến đóng vai trò là nguồn cung cấp thông tin đầu vào cho máy vi tính và bộ truyền động đóng vai trò là bộ thu thông tin đầu ra. Để phối hợp các giao diện, việc kết nối các cảm biến và cơ cấu chấp hành trong hệ thống được thực hiện thông qua các khối giao diện cảm biến và cơ cấu chấp hành.

Tùy thuộc vào đặc điểm của đối tượng (quy trình) và khả năng của bộ vi xử lý, độ phức tạp của từng thiết bị hoặc khối được thiết lập ở giai đoạn thiết kế. Các bộ phận của hệ thống có thể phát triển hoặc thoái hóa nhưng phải đảm bảo Nguyên tắc chung xây dựng và vận hành tất cả các hệ thống điều khiển điện tử. Do mối quan hệ trực tiếp giữa chức năng của phần mềm và phần cứng nên khi xây dựng một hệ thống điện tử có thể phát triển phần cứng hoặc phức tạp hóa phần mềm. Chính những trường hợp này quyết định khả năng sử dụng rộng rãi các hệ thống điều khiển bộ vi xử lý trong hầu hết các lĩnh vực.

1.1 Cấu trúc logic của một hệ thống vi xử lý được phát triển

Hình 1.2 thể hiện tổng quát cấu trúc logic máy vi tính, trong đó bộ điều khiển khả trình được sử dụng làm tất cả các bộ điều khiển của thiết bị máy tính, ví dụ: bộ điều khiển của bảng điều khiển hệ thống KSPU. Nó được sử dụng để làm việc với bảng điều khiển hệ thống SPU. Tất cả các thiết bị vào-ra đều được điều khiển bởi bộ điều khiển của thiết bị vào-ra KUVV hoặc bộ điều khiển nhóm của thiết bị vào-ra GrKUVV.

Các thiết bị lưu trữ chỉ đọc RAM và ROM được điều khiển bằng bộ điều khiển RAM và KPZU tương ứng. Với kiểu tổ chức máy tính này, bộ xử lý trung tâm (CPU) chỉ cung cấp cho bộ điều khiển khả trình những thông tin điều khiển cấp cao được bộ điều khiển chi tiết. Do đó, lượng thông tin điều khiển trên đường cao tốc thông tin hệ thống giảm mạnh, giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu.

Về cơ bản, sơ đồ này cho thấy một hệ thống điện toán đa bộ xử lý, trong đó, ở mức giới hạn, bộ điều khiển có các khả năng tương tự như bộ xử lý trung tâm.

Chi phí thấp và độ tin cậy caoĐể đạt được các tham số mong muốn, LSI có thể đưa xử lý phân tán vào tất cả các hệ thống con của hệ thống máy tính, xác định các cách mới để tổ chức quy trình tính toán trong các hệ thống có điều khiển phi tập trung và xử lý thông tin.

Hình 1.2 - Cấu trúc logic tổng quát của máy vi tính với bộ điều khiển vi xử lý

2 Giao diện vi xử lý

Để đưa bộ vi xử lý vào bất kỳ hệ thống vi xử lý nào, cần phải thiết lập các nguyên tắc và phương tiện thống nhất để kết nối nó với các thiết bị khác của hệ thống, tức là. giao diện thống nhất.

Giao diện hợp nhất là một bộ quy tắc thiết lập các nguyên tắc thống nhất cho sự tương tác giữa các thiết bị của hệ thống vi xử lý. Giao diện bao gồm phần cứng để kết nối các thiết bị (đầu nối và các kết nối), danh pháp và bản chất của các kết nối, phần mềm mô tả bản chất của tín hiệu giao diện và sơ đồ thời gian của chúng, cũng như mô tả các thông số điện của tín hiệu.

Hình 2.1 - Cấu trúc logic tổng quát của máy vi tính với bộ điều khiển vi xử lý
Hình 2.1 cho thấy sơ đồ chung tương tác của bộ vi xử lý MP với các thiết bị đầu vào-đầu ra của thiết bị trên không và RAM trong hệ thống bộ vi xử lý. Giao tiếp giữa MP và thiết bị trên không yêu cầu năm nhóm liên lạc được cung cấp thông qua các thiết bị đầu cuối ở vỏ. Nhóm bus 1 truyền mã (địa chỉ) lựa chọn thiết bị, bus 2 mang tín hiệu điều khiển đọc-ghi, bus 3 mang tín hiệu yêu cầu ngắt, bus 4 và 5 được sử dụng để truyền dữ liệu từ bộ xử lý đến thiết bị trên không và từ trên không thiết bị tới MP. Kết nối giữa MP và RAM cũng bao gồm năm nhóm kết nối phải được cung cấp thông qua các đầu cuối của vỏ MP. Nhóm bus 6 truyền địa chỉ tới RAM, bus 7 cần thiết để điều khiển đọc/ghi, tín hiệu trên bus 8 nhận lệnh đến bộ xử lý, còn bus 9 và 10 đảm bảo truyền dữ liệu từ RAM đến MP và ngược lại.
^

2.1 Đường cao tốc thông tin

Khi thiết kế LSI và các thiết bị dựa trên chúng, cần tính đến sự phức tạp của việc triển khai các kết nối phân nhánh giữa các nút (khối) và thiết bị khác nhau. Do đó, các cấu trúc truyền thông đường trục, nơi kết nối đầu vào và đầu ra của các nút (khối) điện tử, đã được triển khai trên thực tế và trở nên phổ biến. Đường cao tốc thông tin (MI) là một tập hợp các dây dẫn (xe buýt) hoặc cáp, các đặc tính vật lý của chúng đảm bảo truyền tín hiệu thông tin tần số cao. Linh kiện điện tử(khối) kết nối với đường cao tốc thông tin phải có những đặc tính nhất định, nếu không có thể hình thành các kết nối ngắn mạch và tải điện trở thấp.
^

2.2 Đường trục địa chỉ

Trong một hệ thống vi xử lý đơn giản, chỉ có bộ vi xử lý mới có thể tạo ra địa chỉ của thông tin được truyền trong hệ thống. Do đó, đường địa chỉ (MA) là một chiều: bộ vi xử lý tạo ra tín hiệu mã địa chỉ và các thiết bị khác được kết nối với MA chỉ có thể nhận biết chúng, liên tục thực hiện thao tác vi mô xác định mã địa chỉ.

Số lượng bus địa chỉ trùng với độ rộng của mã địa chỉ được truyền đi. Nếu sử dụng mã 16 bit thì hệ thống được phép tạo
=65536 địa chỉ. Tất cả những thứ này có thể đề cập đến địa chỉ ô nhớ hoặc địa chỉ ô nhớ và địa chỉ thanh ghi dữ liệu của thiết bị I/O.
^

2.3 Đường cao tốc dữ liệu

Bộ vi xử lý cũng như RAM, VRAM và màn hình có thể nhận hoặc truyền dữ liệu. Các thiết bị khác chỉ có thể nhận dữ liệu, chẳng hạn như thiết bị in hoặc chỉ xuất dữ liệu, chẳng hạn như ROM.

Để cung cấp đầy đủ khả năng của hệ thống, đường trục dữ liệu là hai chiều. Dung lượng của nó được xác định bởi công suất của bộ vi xử lý và bằng 2, 4, 8, 16 và 32 bit. Nếu bộ vi xử lý xử lý dữ liệu bằng các chương trình bit kép thì từ kép sẽ được gửi theo hai chu kỳ, tức là. ghép kênh thời gian diễn ra (điều này cũng được sử dụng trong một số bộ vi xử lý đầu tiên khi sử dụng đường trục dữ liệu và địa chỉ chung).
^

2.4 Đường điều khiển

Bộ vi xử lý và một số bus thiết bị I/O tạo ra tín hiệu điều khiển để đồng bộ hóa và xác định hoạt động của thiết bị. Các tín hiệu này được truyền qua một tập hợp các xe buýt một chiều, thường tạo thành đường cao tốc tín hiệu điều khiển (MU). Tất cả các tín hiệu điều khiển trong hệ thống điện tửđồng ý với tín hiệu hệ thốngđồng bộ hóa Các tín hiệu này xác định thời điểm bắt đầu và trình tự bắn, như nhiều thiết bị khác nhau hệ thống, cũng như các khối và nút khác nhau bên trong tất cả các chip LSI. Đối với nhiệm vụ Dãy chính xung đồng bộ hóa, theo quy luật, thạch anh bên ngoài hoặc máy phát điện dựa trên nó được sử dụng. Các tín hiệu đồng bộ do bộ vi xử lý phát ra là một pha, ít thường là hai pha.

Mỗi bộ vi xử lý có hệ thống độc đáo tín hiệu điều khiển. Do đó, mô tả cụ thể về tất cả các bus MU, cũng như sơ đồ chân của các thiết bị đầu cuối vỏ, được đưa ra trong tài liệu kỹ thuật cho một bộ vi xử lý cụ thể. Tuy nhiên, hầu hết tất cả các bộ vi xử lý đều có chung tín hiệu. Trong số đó có tín hiệu “Reset” - tín hiệu đầu vào, được tạo trên bảng điều khiển hệ thống. Nó dẫn đến việc đặt lại tất cả các thanh ghi bên trong của bộ vi xử lý và tải bộ đếm chương trình - một nút xác định trình tự thực hiện các lệnh chương trình - với giá trị ban đầu của địa chỉ nơi lệnh chương trình đầu tiên được ghi.

Chức năng điều khiển quan trọng nhất của bộ vi xử lý là xác định các luồng dữ liệu trong hệ thống. Bộ vi xử lý gọi lại các từ lệnh từ bộ nhớ trong khi đọc chúng, truy cập bộ nhớ cho toán hạng hoặc thiết bị bên ngoài để lấy dữ liệu mới, có thể ghi kết quả của một thao tác vào bộ nhớ hoặc sau khi tạo ra một mảng dữ liệu, xác định nhu cầu xuất dữ liệu đó ra thiết bị bên ngoài. Khi bộ vi xử lý gửi dữ liệu đến một thiết bị nào đó, thao tác ghi dữ liệu sẽ diễn ra và khi nhận dữ liệu từ thiết bị nào đó, nó sẽ đọc dữ liệu từ thanh ghi thông tin của thiết bị đó và thực hiện thao tác đọc dữ liệu. Để thiết lập hướng truyền dữ liệu dọc theo MD, bộ vi xử lý tạo ra tín hiệu “Đọc/Ghi” được truyền qua một trong các bus MU.

Tính đặc thù của thiết bị nhập/xuất dữ liệu là thông tin có thể bị mất nếu MP không thực hiện thao tác với thiết bị kịp thời. Do đó, các thiết bị này tạo ra tín hiệu “Yêu cầu ngắt bộ xử lý”, cảnh báo bộ vi xử lý về trạng thái sẵn sàng (hoặc bị lỗi). Bộ vi xử lý có đầu vào để nhận ít nhất một tín hiệu “Yêu cầu ngắt bộ xử lý”. Nếu yêu cầu được chấp nhận, MP sẽ thông báo cho hệ thống bằng cách tạo tín hiệu phản hồi “Đã thỏa mãn yêu cầu gián đoạn”.

Tốc độ hoạt động khác nhau của thiết bị I/O và bộ vi xử lý đòi hỏi phải dừng bộ xử lý trong khi chuẩn bị dữ liệu trong thiết bị bên ngoài. Do đó, chế độ vận hành chờ của bộ vi xử lý được xác định bởi tín hiệu bên ngoài “Dữ liệu đã chuẩn bị (dữ liệu chưa được chuẩn bị)”. Tổng cộng có tới hàng chục (hoặc nhiều hơn) tín hiệu điều khiển khác nhau được truyền đến MU.

Phân loại 3 MP

MP được đặc trưng một số lượng lớn các tham số, vì một mặt, nó là một bộ xử lý kỹ thuật số được điều khiển bằng phần mềm phức tạp về mặt chức năng, tức là mặt khác, một thiết bị máy tính và một mạch tích hợp hoặc các mạch có mức độ tích hợp cao của các phần tử, tức là thiết bị điện tử.

Nói chung, MP có thể được phân loại theo nhiều đặc điểm khác nhau, những đặc điểm chính là:

1) loại công nghệ vi điện tử được sử dụng trong sản xuất MP LSI.

Theo thực hiện công nghệ, chúng được phân biệt:

Công nghệ R-MDP (các loại MP đầu tiên), công nghệ n-MDP, công nghệ KMDP, công nghệ TTL, công nghệ ESL, công nghệ I 2 L. Ngoại trừ công nghệ r-MDD và việc sử dụng hạn chế công nghệ TTL, tất cả các công nghệ khác hiện đang được sử dụng hiệu quả trong sản xuất LSI và VLSI.

2) số lượng tinh thể tạo thành MP (đơn tinh thể và đa tinh thể).

MP chip đơn có độ sâu bit cố định mà không có khả năng tăng nó, cũng như hệ thống lệnh cố định, vì các vi chương trình tương ứng với các lệnh được “cố định” bên trong chip. MP đa chip có khả năng tăng độ sâu bit do kết nối nối tiếp cùng loại phần tử (phần) bộ vi xử lý, được triển khai dưới dạng LSI riêng biệt.

Điểm khác biệt của MP nhiều chip so với MP đơn chip là chúng không có hệ thống chỉ huy cố định. Người dùng có khả năng tạo hệ thống lệnh của riêng mình.

Tuy nhiên, thiết kế Thiết bị tính toán dựa trên MT đa chip thì phức tạp hơn.

3) loại trường hợp (có khoảng hai chục trường hợp);

4) độ sâu bit. Dung lượng bit MP cho biết nó có thể chứa được bao nhiêu bit dữ liệu

Nhận và xử lý các thanh ghi của nó cùng một lúc (trong một chu kỳ đồng hồ).

Độ sâu bit của MP quyết định phần lớn mức độ phức tạp của các nhiệm vụ có thể được giải quyết bằng cách sử dụng một bộ MP cụ thể.

MT phóng điện thấp được sử dụng trong các thiết bị có hệ thập phân nhị phân ký hiệu và tốc độ xử lý dữ liệu thấp (máy tính, máy tính tiền, máy đo thông số, v.v.).

MP tám và mười sáu bit có khả năng tính toán đáng kể và được sử dụng để xử lý thông tin chữ và số, trong hệ thống truyền thông, máy CNC, v.v.

Bộ vi xử lý bit cao (32 trở lên) cho phép bạn tạo các chương trình nhỏ gọn hơn với ít hướng dẫn nhất, giúp giảm đáng kể chi phí gỡ lỗi chương trình, có thể đạt tới 50...70% chi phí cho tất cả các phương tiện kỹ thuật của bộ vi xử lý tổ hợp.

5) hiệu suất (tần số xung nhịp, thời gian thực hiện lệnh). Việc thực hiện mỗi lệnh cần một số chu kỳ xung nhịp nhất định. Tần số xung nhịp càng cao thì MP có thể thực hiện càng nhiều lệnh trên một đơn vị thời gian, hiệu suất của nó càng cao.

Hiệu suất của MP được xác định theo thời gian cần thiết để giải quyết một số vấn đề kiểm tra và phụ thuộc vào tốc độ thực hiện các thao tác đơn giản, dung lượng bit, số lượng thanh ghi đa năng, cấu trúc của mạch đầu vào-đầu ra và các thông số khác. các nhân tố.

6) dung lượng bộ nhớ có thể định địa chỉ. (âm lượng).

Cô ấy đặc trưng khả năng thông tin Tổ hợp MP (hiện đạt hàng chục GB) và có tính đến nhiều loại thiết bị ngoại vi được kết nối với MP như một phần của tổ hợp (khối RAM dung lượng lớn, thiết bị lưu trữ linh hoạt đĩa từ, CD, máy in, máy quét, v.v.), việc tổ chức địa chỉ bộ nhớ là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong việc thiết kế tổ hợp MP.

7) loại thiết bị điều khiển;

8) hệ thống lệnh (số lượng lệnh, phương pháp đánh địa chỉ).

Trong quá trình hoạt động, dữ liệu dịch vụ MP nằm trong các thanh ghi của nó (các ô bên trong), trong trường RAM, cũng như dữ liệu nằm trong cổng bên ngoài bộ xử lý. Nó diễn giải một số dữ liệu trực tiếp dưới dạng dữ liệu, một số dữ liệu dưới dạng dữ liệu địa chỉ và một số dưới dạng lệnh. Tập hợp tất cả các lệnh có thể mà MP có thể thực thi trên dữ liệu được gọi là Hệ thống chỉ huy MP. Các nghị sĩ thuộc cùng một gia đình có hệ thống chỉ huy giống nhau hoặc tương tự nhau. Các nghị sĩ thuộc các gia đình khác nhau có hệ thống chỉ huy khác nhau và không thể thay thế cho nhau.

Có những nghị sĩ với hệ thống chỉ huy mở rộng và thu gọn. Tập hợp các lệnh hệ thống MP càng rộng thì bản ghi lệnh chính thức (tính bằng byte) càng dài thì thời gian thực hiện trung bình của một lệnh càng cao, được đo bằng chu kỳ hoạt động MP. Ví dụ, hệ thống hướng dẫn bộ xử lý Intel Pentium hiện có hơn một nghìn đội khác nhau. Những bộ xử lý như vậy được gọi là bộ xử lý với tập lệnh mở rộng– Bộ xử lý CISC (CISC – Máy tính tập lệnh phức tạp).

Ngược lại với bộ xử lý CISC, bộ xử lý xuất hiện vào giữa những năm 80 Kiến trúc RISC(Máy tính tập lệnh giảm bớt) – bộ xử lý với tập lệnh giảm.

Với kiến trúc này, số lượng lệnh trong hệ thống nhỏ hơn nhiều và mỗi lệnh thực thi nhanh hơn nhiều.

Bộ xử lý CISC được sử dụng trong các hệ thống máy tính đa năng.

Bộ xử lý RISC được sử dụng trong các hệ thống hoặc thiết bị máy tính chuyên dụng tập trung vào việc thực hiện các hoạt động thống nhất.

AMD sản xuất MP thuộc dòng AMD-K6, dựa trên lõi bên trong được chế tạo theo kiến trúc RISC và cấu trúc bên ngoài được chế tạo theo kiến trúc CISC. Do đó, các MP có vẻ tương thích với MP x86 nhưng có kiến trúc lai.

Hệ thống lệnh MP, theo quy luật, chứa các loại lệnh sau:

lệnh tính toán (số học và logic);
lệnh truyền dữ liệu;
lệnh điều khiển (chuyển tiếp có điều kiện và vô điều kiện);
Lệnh vào/ra;
các lệnh gọi chương trình con;
lệnh phụ trợ;

Theo phần địa chỉ của lệnh, bộ nhớ, thanh ghi hoặc thiết bị I/O có thể được truy cập.

Nhân tiện, MP x86 có hệ thống chỉ huy phức tạp nhất thế giới.

9) số mức ngắt;

10) khả năng truy cập trực tiếp vào bộ nhớ;

11) số lượng và mức điện áp cung cấp;

Khi MF phát triển, điện áp nguồn giảm dần. Các mẫu bộ xử lý x86 đời đầu có điện áp cung cấp là 5V. Với việc chuyển đổi sang bộ xử lý Intel Pentium, nó đã được hạ xuống còn 3,3V và hiện tại là dưới 3V. Hơn nữa, lõi MP được cấp nguồn bằng điện áp giảm 2,2V. Việc giảm điện áp hoạt động giúp giảm khoảng cách giữa các phần tử cấu trúc trong tinh thể MP xuống còn mười phần nghìn milimét mà không sợ bị đánh thủng điện.

12) mức tín hiệu;

13) tiêu thụ điện năng;

Hiện tại, nó dao động từ 10...20 mW đến 1...3 W đối với các MP hiện đại, tùy thuộc vào công việc được thực hiện.

14) phạm vi nhiệt độ;

15) khả năng chống ồn;

16) khả năng chịu tải;

17) độ tin cậy, v.v.;

Trong 20 năm qua, công nghệ, kiến trúc và mạch điện MP đã phát triển rất nhanh. Sự phát triển này được đánh dấu bằng sự cạnh tranh giữa MDP và công nghệ vi điện tử lưỡng cực.

Phần kết luận

Bộ vi xử lý được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống kiểm tra và điều khiển; hệ thống kiểm soát quá trình; phần mềm điều khiển máy móc; giám sát trạng thái đường truyền thông; hệ thống con của hệ thống xử lý và điều khiển thông tin sơ cấp dùng cho mục đích công nghiệp và hệ thống tự động hóa dùng cho thí nghiệm khoa học; hệ thống con điều khiển thiết bị ngoại vi của hệ thống máy tính và tổ hợp máy tính; thiết bị tính toán chuyên dụng.

Bộ vi xử lý giá rẻ được sử dụng trong đồng hồ, máy tính, máy quay phim và ảnh, radio và tivi. Bộ vi xử lý (ví dụ: bộ vi xử lý đơn chip dòng K580) được lắp đặt trong ổ khóa và chuông, thiết bị và thiết bị gia dụng.

Các bộ vi xử lý đắt tiền hơn cạnh tranh thành công với các bộ điều khiển cơ và cơ điện của logic “cứng” hoặc “phần cứng”.

Ví dụ, hãy lấy một công cụ cơ khí phổ biến và được sử dụng rộng rãi - máy khoan điện. Bộ vi xử lý được tích hợp trong nó cho phép bạn tính đến khả năng chống khoan và tự động thay đổi tốc độ quay tùy thuộc vào độ cứng của vật liệu được xử lý. Khi sử dụng máy khoan để siết ốc vít và đai ốc, bộ vi xử lý sẽ tắt nguồn điện cung cấp cho động cơ điện cho đến khi hoạt động hoàn tất do quán tính.

Việc sản xuất trò chơi điện tử sử dụng bộ vi xử lý và vi điều khiển đang phát triển nhanh chóng. Nó không chỉ tạo ra các phương tiện giải trí thú vị mà còn giúp bạn có thể kiểm tra và phát triển các kết luận logic, sự khéo léo và tốc độ phản ứng. Các trò chơi có hoặc không có chỉ báo TV cung cấp các chức năng phức tạp do sử dụng bộ vi xử lý mạnh hơn về mặt logic nhưng giá cả phải chăng.

Bộ vi xử lý được tích hợp hiệu quả vào màn hình, bảng điều khiển trên màn hình và thiết bị đầu cuối, nơi chúng được giao các chức năng chỉnh sửa, kiểm soát dữ liệu,

Tạo ký tự và lưu trữ và tái tạo hình ảnh.

Bộ vi xử lý đảm nhận chức năng tiền xử lý thông tin từ các thiết bị bên ngoài, chuyển đổi định dạng dữ liệu và điều khiển các thiết bị cơ điện bên ngoài. Với những mục đích này, bộ vi xử lý thuộc dòng K580, K536, K1803 được sử dụng.

Bộ vi xử lý trong thiết bị truyền thông giúp thực hiện kiểm soát lỗi, mã hóa và giải mã thông tin cũng như điều khiển các thiết bị thu phát. Việc sử dụng bộ vi xử lý sẽ giúp giảm độ rộng yêu cầu của các kênh truyền hình và điện thoại nhiều lần và tạo ra một thế hệ thiết bị liên lạc mới.

Các công cụ vi xử lý giải quyết vấn đề kỹ thuật phức tạp trong việc phát triển các hệ thống khác nhau để thu thập và xử lý thông tin, trong đó chức năng chung tập trung vào việc truyền nhiều tín hiệu đến một trung tâm để đánh giá và ra quyết định. Ví dụ, trong y học, để theo dõi tình trạng bệnh nhân nặng suốt ngày đêm, cần định kỳ đo huyết áp, nhịp tim và nhịp thở, các thông số điện tâm đồ, v.v.. Một hệ thống tập trung dựa trên một máy tính lớn hoặc máy tính mini cho những mục đích này hóa ra lại cồng kềnh và khá tốn kém. Hệ thống chẩn đoán phân tán dựa trên bộ vi xử lý có khả năng tồn tại cao, tổ chức đơn giản và mang lại hiệu quả kinh tế tốt.

Tóm tắt các ví dụ đã xem xét về việc giới thiệu công nghệ bộ vi xử lý, chúng ta có thể đặt câu hỏi theo cách này: không thể đạt được tiến bộ khoa học và công nghệ nếu không có sự chuyển đổi từ các phương pháp tiến hóa đã sử dụng trước đó (cải tiến). công nghệ hiện tại, hiện đại hóa một phần máy móc, thiết bị, v.v.) đến những thay đổi mang tính cách mạng, đến những hệ thống công nghệ mới về cơ bản mang lại hiệu quả cao nhất.

Điều này đòi hỏi phải tái thiết bị toàn ngành dựa trên thành tựu khoa học công nghệ hiện đại. Hệ thống vi xử lý đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề này.

DANH MỤC THƯ VIỆN

Novikov Yu.V. [Văn bản] Nguyên tắc cơ bản của mạch kỹ thuật số. Các yếu tố và sơ đồ cơ bản. Phương pháp thiết kế.-M.: 2001.
Novikov Yu.V., Skorobogatov P.K. [Văn bản] Nguyên tắc cơ bản của công nghệ vi xử lý. Khóa học thuyết trình. M.: INTUIT.RU, 2003.
Pukhalsky G.I., Novoseltseva T.Ya. [Văn bản] Thiết bị kỹ thuật số: Sách giáo khoa. hướng dẫn sử dụng cho các trường cao đẳng kỹ thuật. - St.Petersburg: 2006.
Bukreev I.N., Goryachev V.I., Mansurov B.M. [Văn bản] Mạch vi điện tử của thiết bị kỹ thuật số. -M.: Đài phát thanh và truyền thông, 2000.

CƠ QUAN GIÁO DỤC LIÊN BANG

CƠ SỞ GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP CAO CẤP NHÀ NƯỚC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT BANG DON

PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM CỦA HỆ THỐNG VI XỬ LÝ ĐƠN GIẢN

Hướng dẫn

cho khóa học về phần này

"Công nghệ điện tử và vi xử lý"

Rostov trên sông Đông 2006

1. Mục đích công việc

Tiếp thu các kỹ năng thực tế sơ đồ khối cấu trúc và danh sách các chương trình bằng ngôn ngữ hội cho các hệ thống vi xử lý đơn giản (hệ thống MP) để kiểm soát các quy trình khác nhau.

2. Cấu trúc điển hình của sơ đồ khối thuật toán xử lý dữ liệu

Để hoàn thành thành công các bài tập trong môn học, sinh viên cần làm quen với bộ lệnh của bộ xử lý KR580 /1/, cũng như các yêu cầu biên dịch chương trình bằng ngôn ngữ Assembly /2/, /3/, /4/, dành cho bộ vi xử lý tự động hệ thống điều khiển các quy trình đo lường và công nghệ khác nhau.

Tập lệnh vi xử lý là cơ sở để thiết kế sơ đồ khối lệnh máy. Kế hoạch này chỉ được thực hiện bằng cách viết và mã hóa chương trình. Vì vậy, sơ đồ khối phải chi tiết đến mức mỗi khối có thể được biểu diễn không quá ba lệnh.

Bất kỳ sơ đồ khối nào cũng có thể được xây dựng bằng cách kết hợp một số khối cơ bản: chức năng (tuần tự), vòng lặp (lặp lại), phân nhánh (giải pháp thay thế).

Trong bộ lễ phục. Hình 1 trình bày các khối sơ đồ khối điển hình của thuật toán được sử dụng rộng rãi trong các chương trình xử lý dữ liệu.

Cấu trúc tuần tự là phổ biến nhất (Hình 1, a); nó có nghĩa là các hành động phải được thực hiện lần lượt. Hiển thị trong hình. 1, b Cấu trúc IF-THEN-ELSE được sử dụng trong trường hợp cần thực hiện chuyển đổi phần mềm sang một trong hai quy trình tính toán tùy thuộc vào việc đáp ứng một số điều kiện đang được kiểm tra. Cấu trúc IF-THEN (Hình 1, c) là sự đơn giản hóa của cấu trúc trước đó và được sử dụng trong trường hợp cần thực hiện một quy trình tính toán tùy thuộc vào điều kiện đang được kiểm tra. Cấu trúc DO-WHILE được sử dụng để kiểm tra điều kiện kết thúc chu trình (Hình 1, d). Cấu trúc REPEAT-UNTIL-UNTIL (Hình 1, e) tương tự như cấu trúc trước, nhưng thứ tự của các toán tử khác nhau: quy trình được thực hiện trước khi điều kiện được kiểm tra. Cấu trúc PROCESS–WHILE (Hình 1, f) là sự kết hợp của hai cấu trúc trước đó. Và cuối cùng, trong hình. 1, g trình bày cấu trúc DO-DEPENDING-ON, với sự trợ giúp của việc lựa chọn hành động được thực hiện trong các quyết định đa giá trị và được sử dụng để thay thế chuỗi cấu trúc IF-THEN-ELSE.

Tất cả các khối được liệt kê trong kết hợp khác nhauđược tìm thấy trong các thuật toán để thực hiện các chương trình xử lý dữ liệu.

3. Triển khai phần mềm chức năng điển hình sự quản lý

Khi thiết kế hệ thống điều khiển MP cho các quy trình đo lường hoặc công nghệ khác nhau, cần phải lập trình các quy trình kiểm soát tiêu chuẩn như

– thăm dò trạng thái của cảm biến nhị phân;

– chờ đợi một sự kiện;

– quét một nhóm cảm biến vị trí;

- hình thành độ trễ thời gian;

– tìm giá trị tối thiểu hoặc tối đa của mảng tham số đầu vào;

- hoạt động sắp xếp, v.v.

Dưới đây là một số cách cài đặt phần mềm chức năng điều khiển quá trình tiêu chuẩn liên quan đến MP KR580VM80.

Trong bộ lễ phục. 2. hiển thị sơ đồ kết nối tiếp điểm cảm biến nhị phân với cổng đầu vào của hệ thống MP. Nếu tiếp điểm S mở thì tín hiệu logic sẽ xuất hiện ở đầu vào D5 của cổng đầu vào; nếu tiếp điểm S đóng thì D5 có giá trị logic bằng 0. Trong một phần nào đó của chương trình điều khiển của hệ thống MP, cần phải truyền giá trị của tín hiệu ở đầu vào D5 của cổng 04 và tùy thuộc vào giá trị của nó (0 hoặc 1), chuyển điều khiển sang đoạn chương trình có nhãn, để ví dụ: LABEL A (nếu D5 = 0) hoặc đến địa chỉ được đánh dấu nhãn LABEL B (nếu D5=1).

Cơm. 2. Mạch thăm dò mã nhị phân

Trong bộ lễ phục. 3, a là sơ đồ khối, và trong hình. 3, b chương trình “INPKEY” (mục nhập khóa), thực hiện quy trình thăm dò cảm biến nhị phân. Tên chương trình tượng trưng "INPKEY" được sử dụng làm nhãn lệnh ban đầu cho chương trình đó. Khi lập trình bằng các chương trình con, bạn có thể truy cập chương trình con thăm dò cảm biến nhị phân này bằng lệnh: CALL, đánh địa chỉ INPKEY.

Cơm. 3. Sơ đồ khối và danh sách chương trình thăm dò cảm biến nhị phân

Bộ điều khiển của đối tượng công nghệ hoạt động theo thời gian thực và do đó hoạt động của chúng được xác định bởi các sự kiện xảy ra trong đối tượng điều khiển. Thông thường, các sự kiện trong đối tượng điều khiển được ghi lại bằng cảm biến nhị phân; ví dụ: bằng cách đóng hoặc mở công tắc số 0 khi di chuyển phần điều hành của đối tượng điều khiển.

Nếu trong quá trình thực hiện chương trình điều khiển, cần phải tạm dừng việc thực hiện các lệnh của nó cho đến khi, do các quá trình xảy ra trong đối tượng điều khiển, tiếp điểm S của cảm biến dịch chuyển đóng lại, thì bạn có thể sử dụng chương trình con với tên tượng trưng “NUNT” (phục kích), sơ đồ khối được hiển thị trong Hình. 4, b.

Cơm. 4. Sơ đồ kết nối tiếp điểm cảm biến nhị phân với cổng vào của hệ thống MP (a) và sơ đồ khối của thuật toán chờ sự kiện

Chương trình chính của hệ thống MP có thể gọi liên tục chương trình con này bằng lệnh CALL, địa chỉ NUNT. Từ sơ đồ khối của thuật toán, rõ ràng chương trình phải liên tục thăm dò giá trị tín hiệu ở đầu vào D2 của cổng 07 cho đến khi nó bằng 0 (tiếp điểm cảm biến mở), và trong trường hợp này tiếp tục thực hiện chương trình chính của Hệ thống MP. Nếu việc chuyển sang vòng chờ sự kiện từ chương trình chính được thực hiện bằng lệnh CALL, địa chỉ NUNT, thì việc quay lại vòng lặp đó từ thủ tục NUNT được thực hiện bằng lệnh RET ở cuối chương trình con.

Tương tự, bằng cách sử dụng các mã mặt nạ khác nhau trong lệnh ANI, có thể giám sát nhiều sự kiện được phát hiện bởi các cảm biến nhị phân khác nhau được kết nối với các đầu vào khác của cổng đầu vào thông tin.

Trong bộ lễ phục. 5. Hiển thị sơ đồ kết nối hệ thống MP với một số cơ cấu chấp hành của đối tượng điều khiển thông qua cổng xuất thông tin.

Cơm. 5. Mạch tạo tín hiệu điều khiển

Giả sử rằng bộ truyền động này hoạt động theo nguyên lý “bật-tắt”, tức là. có thể được điều khiển bằng tín hiệu đầu ra nhị phân của hệ thống MP (“1” – bật, “0” – tắt).

Chương trình con để tạo ra một hành động điều khiển như vậy rất đơn giản và chỉ bao gồm hai lệnh. Để bật bộ truyền động, hãy sử dụng chương trình con “BẬT”:

BẬT: MVI A, 02; nạp mã 000.0010 vào pin

NGOÀI, 03; phát ra một byte điều khiển tới cổng 03.

Để tắt bộ truyền động, bạn có thể sử dụng chương trình con “TẮT”:

TẮT: XRA A; đặt lại pin

NGOÀI, 03; xuất byte 0000 0000 tới cổng 03.

(xuất nội dung của byte pin 0000 0000 tới cổng 03).

Nếu các bộ truyền động khác được kết nối với bảy chân còn lại của cổng đầu ra 03, thì không phải hành động điều khiển nhị phân được hình thành mà là một byte từ điều khiển, trong đó mỗi bit được gán 0 hoặc 1, tùy thuộc vào cơ chế nào nên được tắt hoặc bật.

Việc triển khai phần mềm về độ trễ thời gian sử dụng phương pháp vòng lặp chương trình, trong đó một số được tải vào bất kỳ thanh ghi nào của khối thanh ghi đa năng (ROB) của bộ vi xử lý, số này được giảm đi một sau mỗi lần vượt qua vòng lặp. Điều này tiếp tục cho đến khi nội dung của thanh ghi bộ đếm trở thành bằng 0, được chương trình hiểu là thời điểm thoát khỏi vòng lặp. Thời gian trễ được xác định bởi số được nạp vào thanh ghi bộ đếm và thời gian thực hiện của các lệnh tạo thành chu trình. Sơ đồ thuật toán của một chương trình như vậy được hiển thị trong Hình. 6.

Cơm. 6. Sơ đồ khối thời gian trễ

Chương trình có tên tượng trưng là “TIME” và nếu được chương trình chính gọi bằng lệnh CALL, địa chỉ TIME, thì phải được hoàn thành bằng lệnh return RET.

Giả sử rằng trong hệ thống MP sử dụng tần số xung nhịp 2 MHz (đồng hồ trong trường hợp này là 0,5 μs), cần phải thực hiện độ trễ thời gian là 250 μs. Một đoạn chương trình thực hiện trì hoãn thời gian phải được định dạng dưới dạng chương trình con, vì người ta cho rằng chương trình chính sẽ truy cập nó nhiều lần.

Nội dung của chương trình hiển thị cấu trúc của thuật toán như trong Hình 2. 6, tiếp theo:

ĐẾM: DCR B; giảm đi 1 nội dung

đăng ký B JNZ, địa chỉ COUNT; lặp lại chu trình nếu B≠0

RET; quay lại chương trình chính nếu B=0.

Để có được độ trễ thời gian cần thiết, cần xác định giá trị của số X được nạp vào thanh ghi B. Việc xác định số X được thực hiện dựa trên thời gian thực hiện của các lệnh hình thành chương trình con này. Cần phải tính đến việc các lệnh MVI B, X và RET được thực thi một lần và số lần lặp lại của các lệnh DCR B và JNZ, địa chỉ COUNT bằng số X được nạp vào thanh ghi B. Ngoài ra, Chương trình con trễ thời gian được truy cập bằng lệnh CALL, địa chỉ TIME, thời gian thực hiện của lệnh này cũng phải được tính đến khi tính toán độ trễ thời gian. Mô tả các lệnh MP KR580IK80 cho biết mỗi lệnh MP được thực thi bao nhiêu chu kỳ xung nhịp của tần số đồng bộ hóa chính. Dựa trên dữ liệu này chúng ta có thể viết:

GỌI, THỜI GIAN – 17 chu kỳ đồng hồ – 8,5 µs;

MVI B, X – 7 chu kỳ xung nhịp – 3,5 µs;

DCR B – 5 chu kỳ xung nhịp – 2,5 µs;

JNZ, địa chỉ COUNT – 10 chu kỳ xung nhịp – 5,0 µs;

RET – 10 chu kỳ xung nhịp – 5,0 µs.

Như vậy, một lần lệnh thực thi(CALL, MVI, RET) trong chương trình con này yêu cầu 17 µs (8,5+3,5+5,0). Do đó, để đạt được độ trễ cần thiết là 250 μs, các lệnh DCR B và JNZ, COUNT cần nhiều lần đến mức thời gian thực hiện của chúng là 233 μs, tức là. (250–17). Tuy nhiên, thời gian thực hiện của cặp lệnh này là (2,5+5,0). Do đó, nếu chúng ta lấy X=31 thì có thể thu được độ trễ thời gian là 232,5 μs.

Nếu độ chính xác của việc thực hiện chương trình con với độ trễ thời gian là 250 μs với sai số 0,5 μs thỏa mãn các điều kiện của bài toán thì quá trình phát triển chương trình sẽ kết thúc.

Dựa vào tính toán trên, chúng ta viết nội dung của chương trình con TIME:

JNZ, địa chỉ COUNT; chu kỳ nếu B≠0

RET; quay lại chương trình chính.

Nếu độ chính xác của việc biểu thị khoảng thời gian 250 μs với sai số 0,5 μs không làm nhà phát triển hài lòng thì có hai lựa chọn:

– triển khai một chương trình con với độ trễ chính xác là 50 μs và lặp lại lệnh gọi của nó năm lần;

– bằng cách đưa các thao tác NOP trống vào chương trình con và thay đổi bộ lệnh tương ứng (để loại bỏ sự không khớp thời gian 0,5 μs) để đảm bảo thời gian chính xác.

Trong nhiều trường hợp sử dụng hệ thống MP, cần tạo ra độ trễ thời gian dài (giây, phút, giờ, v.v.). Không thể thực hiện điều này ở tần số 2 MHz bằng phương pháp được mô tả trước đó, vì dung lượng tối đa của cặp thanh ghi FFFF không đủ để biểu thị số X đủ để tạo ra độ trễ 1 giây. Độ trễ lớn như vậy đối với MP có thể được tạo ra bằng phương pháp vòng lặp lồng nhau (như trong Hình 7).

Để có được độ trễ 1 phút, chính chương trình điều khiển có thể gọi chương trình con ONESEC 60 lần. Để làm điều này, ví dụ, số 60 được tải vào thanh ghi B, có chức năng như một bộ đếm giây giảm dần và sau mỗi lần chạy chương trình con ONESEC, nội dung của nó sẽ giảm đi 1. Nội dung của chương trình ONESEC được đưa ra dưới đây.

ONESEC: MVI B, FF; bộ đếm vòng ngoài

L1: MVI C, FB; bộ đếm vòng lặp nội bộ

L2: KHÔNG; thời gian chính xác

vòng trong

DCR C; giảm bộ đếm vòng lặp bên trong

JNZ, địa chỉ L2; quay lại vòng lặp bên trong nếu C≠0

DCR B; giảm bộ đếm vòng ngoài

JNZ, địa chỉ L1; quay trở lại vòng ngoài nếu B≠0

Cơm. 7. Thuật toán trễ 1 giây

Sơ đồ khối của một quy trình điển hình để thu thập và hình thành một mảng dữ liệu từ một nguồn duy nhất trong RAM của hệ thống MP được hiển thị trong Hình 2. 8. Nguồn dữ liệu đầu vào là cổng đầu vào có địa chỉ ký hiệu NN, 8100 là địa chỉ bắt đầu của mảng dữ liệu, thanh ghi C được sử dụng làm bộ đếm dữ liệu và cặp thanh ghi HL được sử dụng bởi các lệnh có địa chỉ thanh ghi gián tiếp làm con trỏ dữ liệu ; ETX – bộ kết thúc “cuối mảng”.

Cơm. 8. Quy trình thu thập dữ liệu điển hình

Chương trình trông giống như:

LXI H, 8100; bắt đầu ghi địa chỉ

MVI C, C, 00; bộ đếm = 0

LƯU: TRONG, NN; dữ liệu đầu vào từ cổng đến A

MOV M, A; truyền dữ liệu A → ô RAM,

có địa chỉ ở (H+L)

INX H; (H+L) = (H+L+1)

INR C; bộ đếm = bộ đếm+1

SUI, ETX; kiểm tra thiết bị đầu cuối

Nếu số lượng từ dữ liệu được biết và được lưu trong ô có địa chỉ 81N0 thì chương trình thu thập dữ liệu sẽ như sau:

LDA, 81N0; chuyển tiếp nội dung 81N0 → (A)

MOV C, A; bộ đếm = chiều dài mảng: A → (C)

DCR C; bộ đếm = bộ đếm-1

JNZ, địa chỉ LƯU; tiếp tục thu thập nếu không 0

Hãy xem một số ví dụ về xử lý một mảng dữ liệu.

LXI H, 8100; lưu trữ trong (H+L) địa chỉ bắt đầu

mảng dữ liệu

PHỤ A; đặt lại pin: (A) ← 0

THÊM: THÊM M ; phép cộng phần tử M+(A) → (A)

INX H; chuyển đến địa chỉ tiếp theo

(H+L) ← (H+L+1)

DCR B; giảm bộ đếm: (V) ← (V-1)

Địa chỉ JNZ, ADDN; tổ chức vòng lặp nếu không phải 0

M (ĐẾM) → (A)

MOV B, A; Tổ chức tài khoản trong sổ đăng ký B:

TIẾP THEO: DCR B; giảm bộ đếm: (V) ← (V-1)

JNZ, địa chỉ XONG; kiểm tra cuối vòng lặp: nếu 0,

sau đó chuyển đến địa chỉ nhãn XONG

INX H; (H+L) ← (H+L+1)

CMP M; so sánh với mức tối đa

Địa chỉ JMP, TIẾP THEO;

Văn học

1. GI Pukhalsky. Lập trình hệ thống vi xử lý. Sách giáo khoa đại học - M. Polytechnic, 2002.

2. V.S. Yampolsky. Nguyên tắc cơ bản của tự động hóa và công nghệ máy tính điện tử. – M.: Giáo dục, 1991.

3. L.N. Ananchenko, I.E. Rogov. Xây dựng các thuật toán và chương trình bằng ngôn ngữ Assembly điều khiển các quá trình công nghệ: Phương pháp. hướng dẫn - Rostov-on-Don: DSTU, 1993.

4. L.N. Ananchenko. Bộ lệnh vi xử lý KR580IK80: Phương thức. hướng dẫn - Rostov-on-Don, RISHM, 1991.

Chủ đề 1.6 Phần mềm cho hệ thống vi xử lý
CÔNG TRÌNH PHÒNG THÍ NGHIỆM SỐ 3

Ghi và thực hiện các chương trình đơn giản
Mục tiêu học tập: nghiên cứu việc thực hiện các lệnh riêng lẻ và các chương trình đơn giản bằng bộ vi xử lý; sử dụng các phương pháp đánh địa chỉ khác nhau trong các chương trình; các chương trình ghi âm.

Mục tiêu học tập:

1. Nghiên cứu việc thực hiện các lệnh riêng lẻ và các chương trình đơn giản bằng bộ vi xử lý; sử dụng các phương pháp đánh địa chỉ khác nhau trong các chương trình; các chương trình ghi âm.

2. Củng cố kiến thức lý thuyết đã học về lập trình hệ thống vi xử lý.

3. Kiểm tra thực tế trạng thái của các thành phần và thiết bị khác nhau của bộ vi xử lý, cũng như các thành phần của hệ thống vi xử lý bằng cách sử dụng mô hình hóa phần mềm.
Kết quả giáo dục được công bố trong Bộ Tiêu chuẩn Giáo dục Tiểu bang Thế hệ thứ ba:
Học sinh phải:

có thể:

Thực hiện các yêu cầu điều khoản tham chiếu về lập trình hệ thống vi xử lý;

Soạn thảo chương trình bằng ngôn ngữ Assembly cho hệ thống vi xử lý;

Tạo và gỡ lỗi các chương trình thời gian thực bằng cách sử dụng mô phỏng phần mềm và nguyên mẫu phần cứng;

Kiểm tra và gỡ lỗi hệ thống vi xử lý.
biết

Phần mềm hệ thống vi xử lý;

Nền tảng sơ đồ chức năng hệ thống vi xử lý;

Phương pháp thử nghiệm và phương pháp gỡ lỗi hệ thống vi xử lý;

Tình trạng sản xuất và sử dụng hệ thống vi xử lý;

Tính năng lập trình hệ thống vi xử lý thời gian thực;

Các phương pháp thực hiện các chức năng điều khiển điển hình của bộ vi xử lý.
Mục tiêu công việc của phòng thí nghiệm:

Sử dụng chương trình mô phỏng hệ thống vi xử lý, khám phá hệ thống lệnh của bộ vi xử lý KR580VM80 và các chương trình cho các chức năng điều khiển điển hình;
Sử dụng thực tế một sản phẩm phần mềm mới.

Sự sẵn có của nghề nghiệp:
Văn học giáo dục và phương pháp luận:

Kostrov B.V., Ruchkin V.N. Hệ thống vi xử lý và bộ điều khiển. Hướng dẫn. M., DESS, 2007, 319 tr.

Thị trưởng V.G., Gavrilov A.I. Giáo trình thực hành lập trình hệ thống vi xử lý. – M.: Cơ khí, 1999.

Maksimov N.V., Partyka T.L., Popov I.I. Kiến trúc máy tính và hệ thống máy tính: Sách giáo khoa. – M.: DIỄN ĐÀN: INFRA-M, 2005

Palaguta K.A. Bộ vi xử lý INTEL 8080, 8085 (KR580VM80A, KR1821VM85A) và lập trình của chúng / K.A. Palaguta. – M.: MGIU, 2007. – 104 tr.

Lập trình hệ thống vi xử lý: Sách giáo khoa. cẩm nang cho các trường đại học / Ed. V. F. Shangina. – M.: Academy., 2009. – 303 tr.
Người giới thiệu

- Bài giảng “Hệ thống vi xử lý”. Biên soạn bởi E.G. Kuznetsov Nhà xuất bản GBOU SPO ZhGK, 2013;

- Hệ thống lệnh của bộ vi xử lý KR580VM80.
Hỗ trợ đào tạo kỹ thuật:

Máy tính cá nhân;

Máy in.

Phần mềm:

- Hệ điều hành Windows;

- Chương trình này là trình giả lập của hệ thống vi xử lý SHELLKR580.

Thiết bị phòng thí nghiệm:

- Máy tính cá nhân;

- Máy in.

sổ làm việc đã kiểm tra
Cái bút.
Bút chì đơn giản.
Dụng cụ vẽ: thước kẻ

Tài liệu lý thuyết và giáo dục ngắn gọn về chủ đề công việc trong phòng thí nghiệm
Khi nghiên cứu các thiết bị vi xử lý chuyên dụng, kỹ thuật thiết kế cho cả phần cứng và phần mềm của MPS đều được xem xét.

Thiết kế phần mềm đòi hỏi kiến thức cần thiết để lựa chọn phương pháp và thuật toán giải quyết các vấn đề có trong chức năng của thiết bị vi xử lý, soạn thảo chương trình (thường sử dụng các ngôn ngữ cấp thấp - ngôn ngữ kết hợp mã, ngôn ngữ hợp ngữ), cũng như khả năng sử dụng các công cụ gỡ lỗi chương trình.

Giai đoạn quan trọng nhất trong việc tạo ra bất kỳ hệ thống kỹ thuật nào là việc gỡ lỗi. Một đặc điểm của việc gỡ lỗi hệ thống vi xử lý là tính không thể tách rời của phần mềm và phần cứng. Vì vậy, người thiết kế các hệ thống như vậy phải thành thạo trong việc lập trình và gỡ lỗi phần mềm hệ thống. Sách hướng dẫn giới thiệu cho sinh viên những công cụ như vậy bằng cách sử dụng ví dụ về thiết bị đào tạo và gỡ lỗi - chương trình - trình giả lập “KR580” được sử dụng khi gỡ lỗi phần mềm trên máy tính cá nhân.

Sách hướng dẫn này bao gồm các ví dụ về cách viết chương trình tính toán và điều khiển cho bộ vi xử lý KR580VM80A. Dựa trên những ví dụ này, các lựa chọn cho nhiệm vụ cho công việc riêng lẻ độc lập được đề xuất, thực chất là nhiệm vụ cho các lớp trong phòng thí nghiệm về những điều cơ bản của công nghệ bộ vi xử lý.

Giao diện chương trình: 1 - lĩnh vực chương trình nghiên cứu; 2 – màn hình kỹ thuật số; 3 – cổng đầu vào; 4 – cổng đầu ra; 5 – vùng nhớ ngăn xếp; 6 - nội dung của sổ đăng ký mục đích chung; 7 – cờ đăng ký thuộc tính; 8 – RAM; 9 – bộ đếm chương trình (bộ đếm chương trình); 10 – con trỏ ngăn xếp

Giao diện lựa chọn công việc:

Thiết bị giáo dục và gỡ lỗi (EDD) nhằm mục đích giúp sinh viên đại học nắm vững thực tế các nguyên tắc chế tạo máy vi tính cho các mục đích khác nhau dựa trên bộ vi xử lý KR580VM80A, để học cách lập trình bộ vi xử lý cụ thể cũng như để gỡ lỗi phần mềm của các bộ vi xử lý này. máy vi tính. Cấu trúc của trình giả lập là một máy vi tính đa năng và có thể được sử dụng để mô phỏng các quy trình trong hệ thống đơn giản kiểm soát các quy trình công nghệ, với điều kiện chúng được trang bị các chương trình thích hợp. Tần số xung nhịp của bộ vi xử lý trong trình mô phỏng là 2 MHz.

Chương trình đào tạo “SHELL” được thiết kế để giúp bạn làm quen với các tính năng xây dựng máy vi tính trên bộ vi xử lý với một bộ hướng dẫn cố định và có thể được sử dụng để nghiên cứu các phương pháp lập trình và vận hành LSI có trong bộ vi xử lý dòng K580. Máy vi tính trong việc tạo ra và nghiên cứu các hệ thống điều khiển cho các đối tượng khác nhau. Thật dễ dàng để học và phương tiện tiện lợiđể gỡ lỗi các chương trình người dùng tương đối nhỏ (tối đa 1500 dòng).
R khu vực làm việc giả lập

Màn hình giả lập bao gồm 6 vùng. Vùng số 1 là màn hình chứa mã nguồn của chương trình trong trình biên dịch mã. Con trỏ có ký hiệu "", cho biết lệnh được thực thi tiếp theo. Bộ đếm lệnh PC cho biết số dòng lệnh đang được thực thi. Vùng số 2 – sáu chỉ báo bảy đoạn có dấu chấm. Việc ghi vào chúng được thực hiện bằng lệnh OUT 70...75, trong đó địa chỉ cổng là số chỉ báo. Như vậy, lệnh OUT 70 sẽ ghi giá trị của thanh ghi A vào chỉ báo đầu tiên và lệnh OUT 73 sẽ ghi vào chỉ báo thứ 4 của thanh ghi A. Các đoạn chỉ báo tương ứng cho các bit của thanh ghi A được hiển thị trong Hình 3.2

Nếu đoạn chỉ báo tương ứng được bật, nó sẽ sáng trên màn hình màu sáng, nếu không nó sẽ hiển thị với màu nhạt dần.

Vùng số 3 là cửa sổ trong đó bạn có thể xem và thay đổi nội dung của bộ nhớ.

Vùng số 4 là hai thanh ghi đầu vào/đầu ra. Cái trên cùng đại diện cho thanh ghi đầu vào. Giá trị của nó có thể lấy được bằng lệnh IN 80. Trong trường hợp này, giá trị của cổng này sẽ được phản ánh trong thanh ghi A.

Thanh ghi đầu ra được thực hiện dưới dạng đèn LED. Đầu ra của nó được thực hiện bằng lệnh OUT 90. Trong trường hợp này, các giá trị của đèn LED được đặt theo các bit của thanh ghi A.

Có một thanh ghi đầu ra khác - âm thanh. Loa được bật bằng cách ghi một giá trị khác 0 vào thanh ghi A bằng lệnh OUT 60. Nếu thanh ghi A bằng 0, loa sẽ tắt.

Vùng số 5 chứa các giá trị của từng thanh ghi của bộ vi xử lý KR580. Để ghi dữ liệu vào các thanh ghi, bạn phải bấm phím tương ứng với số thanh ghi. Thanh ghi A có số 1, v.v. Sau khi nhập số đăng ký sẽ xuất hiện cửa sổ để ghi dữ liệu. Dữ liệu là các số thập lục phân từ 01 đến FF.

Cuối cùng, vùng #6 trỏ tới vùng bộ nhớ được tham chiếu bởi thanh ghi SP.

Mô tả các phím giả lập

Các phím dùng để kiểm soát tiến trình của chương trình.

Phím F2 được sử dụng để khởi động lại chương trình.

Bằng cách nhấn phím F4, chương trình của bạn sẽ thực thi cho đến khi đạt được một trong các sự kiện sau:

Bộ đếm chương trình PC sẽ đến dòng có con trỏ.

Người dùng không nhấn phím ESC.
Chương trình sẽ kết thúc việc thực thi bằng lệnh HLT.
Sẽ xảy ra lỗi (ví dụ: lỗi cú pháp).

Sau khi hai tình huống trước đó xảy ra, một cửa sổ sẽ xuất hiện trong đó tình huống do chương trình ngừng thực thi, dòng xảy ra sự kiện và các tùy chọn hành động sẽ được ghi. Nếu bạn nhấn phím 0, trình mô phỏng sẽ được khởi tạo lại và bạn có thể bắt đầu thực hiện lại chương trình. Nếu bạn nhấn phím 1, bạn sẽ thoát khỏi trình giả lập. Bằng cách nhấn phím 2, bạn có thể ẩn cửa sổ tin nhắn cho đến khi nhấn lại phím này. Điều này cho phép bạn xem kết quả của chương trình của bạn.

Sử dụng phím F9, trình mô phỏng sẽ thực thi chương trình của bạn cho đến khi xảy ra các sự kiện được mô tả ở trên. Sử dụng các phím con trỏ (phím mũi tên), bạn có thể di chuyển lên/xuống và xem chương trình của mình.

Để xem bộ nhớ, hãy sử dụng phím [và]. Phím [di chuyển nội dung trong vùng số 3 lùi lại một ô và phím] di chuyển nội dung về phía trước một ô. Để chỉnh sửa nội dung của bộ nhớ, nhấn phím M. Một cửa sổ sẽ xuất hiện hỏi bạn về địa chỉ của ô bộ nhớ. Nhập địa chỉ từ 0000h đến 1000h rồi nhấn Enter. Sau đó, trong hộp thoại, nhập nội dung của ô - từ 00h đến FFh.

Để xem nội dung của ngăn xếp, hãy sử dụng phím + và -.

Để thay đổi nội dung của cổng đầu vào, hãy sử dụng các phím 1...8 - trong đó khóa 1 tương ứng với bit thứ 0 của thanh ghi, v.v., cho đến phím 8, tương ứng với bit thứ bảy của thanh ghi đầu vào. Nhấn phím một lần nữa sẽ đảo ngược bit thanh ghi tương ứng.

Để thay đổi thanh ghi đầu ra, hãy sử dụng các phím Alt-1…Alt-8.
3.2 Mô tả chương trình MENU
Chương trình MENU được thiết kế để khởi động chương trình thí nghiệm. Chương trình này, giống như chương trình SHELL, bao gồm một số vùng.

Khu số 1 là khu chính của chương trình này. Tại đây bạn có thể chọn chương trình bạn muốn tải xuống. Trong cửa sổ này, bạn sẽ thấy tên và số hiệu của phòng thí nghiệm. Lựa chọn công việc đúng đắn và hãy nhấn Nhập phím hoặc phím R. Một cửa sổ thứ hai sẽ xuất hiện yêu cầu bạn tải chương trình mong muốn từ phòng thí nghiệm. Chọn chương trình mong muốn bằng con trỏ và nhấn Enter để mô phỏng chương trình này. Nếu thay vì nhấn phím R (hoặc Enter), bạn nhấn phím E, bạn có thể chỉnh sửa văn bản nguồn của chương trình. Sau khi thoát khỏi trình chỉnh sửa, trình mô phỏng sẽ tải văn bản của chương trình đã sửa đổi.

3.3 Mô tả chương trình EDITOR
Chương trình EDITOR cần thiết để chỉnh sửa các chương trình hiện có hoặc tạo các chương trình mới. Khi khởi chạy chương trình này, bạn sẽ thấy màn hình chính (và duy nhất ) của chương trình. Phía trên sẽ có dòng trạng thái hiển thị thông tin về văn bản đang được chỉnh sửa. Phần còn lại của màn hình sẽ là văn bản có thể chỉnh sửa. Bạn có thể di chuyển qua văn bản bằng các phím con trỏ (phím mũi tên). Chương trình hiện đang được chỉnh sửa được đánh dấu bằng màu sáng hơn các chương trình khác. Các phím “” và “” có thể được sử dụng để di chuyển con trỏ dọc theo chiều dài của dòng đã chỉnh sửa và các phím “” và “” có thể được sử dụng để di chuyển con trỏ dọc theo văn bản đã chỉnh sửa. Phím có chữ cái và số – văn bản thay đổi. Bằng cách nhấn phím Backspace, ký tự bên trái con trỏ sẽ bị xóa. Sử dụng phím Xóa ở bên phải con trỏ. Nếu con trỏ ở cuối dòng đang soạn thảo và bạn nhấn Phím xoá, thì hai dòng (hiện tại và tiếp theo) được kết hợp thành một. Bằng cách nhấn phím Enter, bạn chia dòng ở vị trí con trỏ thành hai dòng - phần đầu tiên (trước con trỏ) vẫn giữ nguyên và phần thứ hai được chuyển sang phần tiếp theo.

Sau khi chỉnh sửa xong nội dung chương trình, nhấn phím Esc - chương trình sẽ ghi lại mọi thay đổi và thoát.
Các câu hỏi củng cố tài liệu lý thuyết cho công việc trong phòng thí nghiệm:

Tên ghi nhớ lệnh vi xử lý là gì?
Xác định các lệnh sẽ được sử dụng để thực hiện các hành động sau:

- gửi dữ liệu đến pin từ khu vực cụ thể bộ nhớ được trỏ đến bởi byte thứ hai và thứ ba của lệnh;

Ghi một bản sao nội dung của thanh ghi tích lũy vào vùng bộ nhớ được chỉ ra bởi nội dung của cặp thanh ghi BC;

Nạp thanh ghi B với dữ liệu chứa trong byte thứ hai của lệnh;

Truyền dữ liệu từ thanh ghi C sang thanh ghi B;

Ghi một bản sao nội dung của pin vào vùng bộ nhớ AACE;

Nạp nội dung của bộ tích lũy vào thanh ghi D.
Bài tập thí nghiệm:

Bài tập 1: Nghiên cứu chương trình 2.1

Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu chương trình 2.2

Nhiệm vụ 3:

Nhiệm vụ 4: Chương trình nghiên cứu 2.4

Nhiệm vụ 5: Chương trình nghiên cứu 2.5

Nhiệm vụ 6:

Nhiệm vụ 7:
Danh sách các chương trình nằm trong phần mô tả công việc trong phòng thí nghiệm.

Chú ý: Số lượng nhiệm vụ cần hoàn thành do giáo viên xác định.

Hướng dẫn thực hiện công việc

Bộ vi xử lý KR580VM80A có một bộ lệnh cố định. Mỗi đội đều có riêng mã máy– một từ có độ dài 8, 16 hoặc 24 bit, tương ứng chiếm 1, 2 hoặc 3 ô nhớ trong thiết bị lưu trữ máy vi tính. Bộ vi xử lý hoạt động theo chương trình, diễn giải nội dung của ô nhớ dưới dạng mã lệnh hoặc dưới dạng dữ liệu.
Nhiệm vụ số 1

Khám phá công việc của chương trình 2.1

Hãy xem chương trình 2.1, lấy một số từ vị trí bộ nhớ 0010h, đảo ngược số này và ghi kết quả vào địa chỉ 0011h.

Chương trình 3.1 (bằng mã ghi nhớ)

Mã ghi nhớ Bình luận

LXI H, 0010 địa chỉ tải 0010h

MOV A,M truyền dữ liệu từ 0010h sang bộ tích lũy

Nội dung tích lũy đảo ngược CMA

INX HL tạo địa chỉ cho kết quả

MOV M,A ghi số từ bộ tích lũy vào bộ nhớ

Thực hiện chương trình ngắt HLT
Để bắt đầu chương trình, bạn cần nhập bất kỳ số thập lục phân nào từ 01 đến FF vào ô làm việc 0010.

Khi viết chương trình, tất cả các số được biểu diễn dưới dạng số thập lục phân. Để tải xuống chương trình, chọn trong menu ban đầu công việc trong phòng thí nghiệm Số 2.1, chọn chương trình cần nghiên cứu và nhấn phím Enter. Chương trình sẽ bắt đầu và sau một lúc, thông báo bắt đầu sẽ xuất hiện. Nhấn phím bất kỳ, giao diện chính của chương trình sẽ xuất hiện kèm theo chương trình đã chọn để nghiên cứu trong cửa sổ các chương trình đang nghiên cứu. Bây giờ bạn có thể bắt đầu khám phá nó.
Bài tập 1: Nghiên cứu chương trình 2.1

1.1 Nhập chương trình 2.1 vào máy vi tính

1.2 Ghi số đang nghiên cứu tại địa chỉ 0010

1.3 Kiểm tra kết quả thực hiện chương trình bằng số ghi ở ô 0011

1.4 Lập bảng 1 về nội dung của các thanh ghi bộ vi xử lý khi thực hiện chương trình 3.1 bằng lệnh CMA khi thực hiện chương trình từng bước.

Bảng 1

Nội dung các thanh ghi sau khi thực hiện từng lệnh chương trình 3.1
Đăng ký	Bước chương trình (lệnh sau đó nội dung của các thanh ghi được phân tích)
Đăng ký	0 bước (Bắt đầu)	1 bước	Bước 2 MOV A, M	3 bước	Bước 4	Bước 5 MOV M,A	Bước 6
MỘT
FL
H
L
M1=0010
M2=0011

Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu chương trình 2.2

2.1Gọi cửa sổ chọn nhiệm vụ và chọn chương trình 2.2 từ menu

2.2 Nhập số so sánh vào ô 0010 và 0011

2.3 Kết quả thực hiện chương trình nằm trong thanh ghi B

2.4 Kiểm tra nội dung của các ô nhớ và thanh ghi vi xử lý có liên quan đến chương trình

2.5 Hiển thị đồ họa việc thực thi lệnh lda 0010

Biểu diễn đồ họa của lệnh nạp pin

Nhiệm vụ 3: Khám phá công việc của chương trình 2.3

3.1 Nạp chương trình 2.3 vào bộ nhớ

3.2 Ghi dữ liệu vào ô nhớ 0010 và 0011

3.3 Số kết quả nằm trong ô được đánh địa chỉ bởi một cặp thanh ghi BC

3.4 Lập bảng 2 về nội dung của các thanh ghi bộ vi xử lý khi thực hiện chương trình 3.3 bằng lệnh ADD M khi thực hiện chương trình từng bước.

ban 2

№	Đội	MỘT	FL	H.L.	M1/dữ liệu	M2/dữ liệu	M3/dữ liệu	Mặt trời	DE
1	lxi hl 0010
2	lxi bc, 0011
3	ldax bc
4	thêm m
5	inx bc
6	stax bc
7	hlt

Nhiệm vụ 4: Chương trình nghiên cứu 2.4

4.1 Viết chương trình 2.4 vào máy vi tính

4.2 Viết các số đang nghiên cứu tại địa chỉ 0010 và 0011

4.3 Kiểm tra kết quả thực hiện chương trình bằng số ghi trong thanh ghi B

Nhiệm vụ 5: Chương trình nghiên cứu 2.5

5.1 Nhập mười sáu số byte đơn bất kỳ vào các ô nhớ, bắt đầu từ 0000

5.2 Đảm bảo rằng việc dịch chuyển tuần tự các số này được thực hiện bằng cách kiểm tra nội dung của địa chỉ 0010

Nhiệm vụ 6: Sử dụng chương trình 2.2; 2,3; 2,5; viết chương trình gửi hai toán hạng có độ dài gấp đôi được lưu trữ ở các vị trí 0010, 0011, 0012, 0013 trong cặp thanh ghi BC và DE

Nhiệm vụ 7: Khảo sát việc thực hiện chương trình 2.6

7.1 Viết số đã chuyển đổi sang địa chỉ 0010

7.2 Kết quả của phép đảo nằm ở thanh ghi D
Khi hoàn thành nhiệm vụ số 6 và 7, bạn cần sử dụng chương trình EDITOR từ gói SHELLKR580,

Phục vụ cho việc ghi và chỉnh sửa chương trình người dùng. Sau khi nhập các chương trình đã chỉnh sửa vào trình mô phỏng, nó sẽ được gỡ lỗi theo phương pháp đã nghiên cứu, sau đó chương trình sẽ có sẵn để nghiên cứu.
Phụ lục số 1

Tên: Lập trình bộ vi xử lý đơn chip.

Tài nguyên phần mềm của bộ vi xử lý đơn chip K1810VM86 với độ dài từ và hệ thống lệnh cố định cũng như các vấn đề lập trình bằng hợp ngữ đều được xem xét. Nhiều ví dụ về việc thực thi các lệnh và chương trình cho các tác vụ đơn giản được đưa ra.
Dành cho công nhân kỹ thuật và kỹ thuật trong lĩnh vực công nghệ máy tính và tự động hóa tham gia vào việc phát triển và sử dụng hệ thống vi xử lý. Có thể phục vụ dụng cụ trợ giảng sinh viên đại học chuyên xử lý dữ liệu điện tử.

Sự phát triển nhanh chóng và sử dụng rộng rãi các bộ vi xử lý, thiết bị và hệ thống vi xử lý cho nhiều mục đích khác nhau (từ bộ điều khiển đối tượng đơn giản nhất đến hệ thống xử lý dữ liệu hiệu suất cao) đã tạo ra sự quan tâm ổn định và ngày càng tăng đối với các ấn phẩm về các công cụ dựa trên bộ vi xử lý từ các kỹ sư và kỹ thuật viên. công nhân thuộc nhiều chuyên ngành khác nhau. Sự quan tâm này của độc giả phần lớn được đáp ứng bởi các nhà xuất bản trung ương nước ta, nơi những năm trướcđã xuất bản một số chuyên khảo của các tác giả Liên Xô và nước ngoài về chủ đề này. Những ấn phẩm này ở một mức độ nào đó đã đáp ứng được nhu cầu của người đọc về tài liệu phản ánh một số vấn đề về tổ chức, tính năng vận hành và ứng dụng cụ thể của các thiết bị và hệ thống vi xử lý. Tuy nhiên, phạm vi công nghệ bộ vi xử lý do ngành công nghiệp trong nước sản xuất không ngừng phát triển và bản thân công nghệ bộ vi xử lý cũng đang nhanh chóng được cải tiến và trở nên phức tạp hơn. Quá trình này đi kèm với nhu cầu ngày càng tăng về các ấn phẩm dành cho việc trình bày các vấn đề liên quan đến tổ chức cơ cấu các bộ vi xử lý mới nhất, kiến trúc của các hệ thống dựa trên chúng, các công cụ và phương pháp lập trình và phát triển phần mềm hệ thống và ứng dụng.

Chương 1. Vi xử lý K1810VM86- Giai đoạn mới sự phát triển của vi mạch
1.1. đặc điểm chung bộ vi xử lý
1.2. Thiết kế kết cấu của MP và mục đích của nhà ga nhà ở
1.3. Sơ đồ khối vi xử lý
1.4. Mô hình MP cho lập trình viên
1.5. Tổ chức bộ nhớ
1.6. Đầu ra đầu vào
1.7. Cơ sở đa xử lý
1.8. Ngắt
1.9. Điều khiển vi xử lý
Chương 2. Các chế độ đánh địa chỉ và hệ thống lệnh vi xử lý
2.1. Giới thiệu về ngôn ngữ hội
2 1.1. Cấu trúc hợp ngữ cơ bản
2.1.2. Định dạng báo cáo
2.1.3. Yếu tố toán tử
2.2. Chế độ địa chỉ
2.3. Hệ thống chỉ huy
2.3.1. Lệnh truyền dữ liệu
2.3.2. Hướng dẫn số học
2.3.3. Các thao tác logic và lệnh dịch chuyển
2.3.4. Lệnh chuyển điều khiển
2.3.5. Lệnh xâu chuỗi
2.3.6. Lệnh điều khiển vi xử lý
2.4. Khả năng tương thích phần mềm bộ vi xử lý K580 và K1810
Chương 3: Lập trình bằng hợp ngữ
3.1. Ví dụ về một chương trình đã hoàn thành
3.2. Biến
3.3. Chỉ thị kiểm soát phân khúc
3.4. Chỉ thị đặt tên
3.5. Biểu thức
3.6. Chỉ thị về thủ tục
3.7. Chỉ thị kết nối các mô-đun và phân đoạn
3.8. Ví dụ về chương trình hợp ngữ
Chương 4. Đặc điểm cấu hình phần cứng
4.1. Chu kỳ xe buýt
4.2. Bus địa chỉ và dữ liệu
4.3. Xe buýt hệ thống dữ liệu
4.4. Chế độ hoạt động
4.5. Hệ thống đa bộ xử lý
4 6. Đồng bộ hóa
4 7, Thiết lập lại bộ vi xử lý
4.8. Tín hiệu sẵn sàng
4.9. Giao diện I/O Kết luận
Thư mục

Tải xuống miễn phí sách điện tửở dạng thuận tiện, hãy xem và đọc:
Tải sách Lập trình bộ vi xử lý đơn chip - Grigoriev V.L. - fileskachat.com, tải xuống nhanh chóng và miễn phí.

Tải về djvu
Bạn có thể mua cuốn sách này dưới đây giá tốt nhất với mức giảm giá khi giao hàng trên khắp nước Nga.

CHỦ ĐỀ 3.1 Cấu trúc máy vi tính điển hình.

HOẠT ĐỘNG 3.1.1 Hai cách để tổ chức một máy vi tính: với các bus địa chỉ và dữ liệu khác nhau và với một bus địa chỉ và dữ liệu đa kênh.

CÂU HỎI BÀI HỌC:

1. Thông tin chung về máy vi tính. Các khối chức năng và tổ chức điều khiển trong máy vi tính.

2. Phương pháp tổ chức một máy vi tính với các bus địa chỉ và dữ liệu riêng biệt.

3. Phương pháp tổ chức một máy vi tính với bus địa chỉ và dữ liệu đa kênh.

CÂU HỎI ĐẦU TIÊN

Việc tổ chức một máy vi tính dựa trên bộ vi xử lý tiêu chuẩn được xác định bởi các nguyên tắc hình thành IPC, tổ chức hệ thống bộ nhớ, hệ thống đầu vào-đầu ra, hệ thống ngắt, đặc điểm kiến trúc của bộ vi xử lý và một số đặc điểm của bộ vi xử lý. IPC LSI. Tuy nhiên, ảnh hưởng chính đến tổ chức của máy vi tính được phát huy bởi các phương pháp thực hiện truyền dữ liệu và địa chỉ giữa bộ vi xử lý và các thành phần khác của máy vi tính. Từ quan điểm này, có một sự khác biệt hai cách để tổ chức một máy vi tính: với các bus địa chỉ và dữ liệu riêng biệt; với dữ liệu đa kênh và bus địa chỉ.

Các mạch tích hợp vi xử lý (MPIC) và máy vi tính được xây dựng trên nền tảng của chúng là kết quả của sự phát triển nhanh chóng của vi điện tử, giúp đặt các cấu trúc điện toán phức tạp chứa hàng chục nghìn bóng bán dẫn trong một tinh thể bán dẫn duy nhất. Việc sản xuất các mạch tích hợp lớn (LSI) bao gồm công việc sử dụng nhiều lao động để phát triển mạch, mặt nạ quang và chuẩn bị sản xuất cũng như dịch vụ để giám sát các thông số và đặc tính công nghệ của LSI. Chỉ có thể giảm chi phí LSI bằng cách tự động hóa tối đa các giai đoạn trước khi sản xuất và sản xuất hàng loạt. Việc sản xuất hàng loạt LSI giả định nhu cầu tiêu dùng rộng rãi và do đó có khả năng sử dụng nó cho nhiều nhiệm vụ. LSI vi xử lý (MP LSI) đại diện cho loại mạch tích hợp kết hợp mức độ tích hợp cao, cung cấp chức năng to lớn và tính linh hoạt cao trong ứng dụng. Tính phổ quát đạt được nhờ MP LSI triển khai các thiết bị phức tạp cho phép thực hiện các hàm logic và số học trên các số gốc, trong khi quá trình tính toán được điều khiển bởi phần mềm. Việc thay đổi chương trình tính toán cho phép bạn tính toán bất kỳ hàm phức tạp nào.

Nếu chúng ta xem xét mạch máy vi tính (Hình 1), chúng ta có thể đi đến kết luận rằng nó chứa các khối giống như các khối mà máy tính thế hệ trước đã được chế tạo trên đó.

Cơm. 1. Sơ đồ máy vi tính.

Tuy nhiên, máy vi tính có một số khác biệt về kiến trúc so với các máy tính kỹ thuật số trước đó, do mong muốn kết hợp vào LSI, trên đó máy vi tính được xây dựng, các nút và khối có khả năng thực hiện các phép biến đổi thông tin phức tạp với số lượng dây dẫn bên ngoài tối thiểu. Tính năng này là do khả năng xây dựng phức tạp mạch điện với giới hạn về số lượng dây dẫn bên ngoài, theo quy định, không vượt quá 50 hoặc 100 tiếp điểm.

Cấu trúc của bộ xử lý máy vi tính được xây dựng có tính đến các tính năng này của LSI. Phổ biến nhất là mạch máy vi tính có hai hoặc ba đường chung, dưới tác động của thiết bị điều khiển, các nút trong bộ vi xử lý có thể được kết nối luân phiên. Cấu trúc này yêu cầu số lượng liên lạc bên ngoài hạn chế, nhưng việc trao đổi thông tin giữa các nút và khối phải được thực hiện trong một trình tự nhất định.

Trong máy vi tính, bộ xử lý được xây dựng trên LSI tạo thành bộ MP cơ bản. Một bộ xử lý máy vi tính có thể được triển khai dưới dạng một (bộ vi xử lý đơn chip) hoặc một số LSI (bộ vi xử lý đa chip).

Để xây dựng các khối máy vi tính còn lại, LSI hoặc IC chuyên dụng có mức độ tích hợp trung bình được sử dụng. Các loại IC chính được sử dụng trong máy vi tính có thể được phân thành một trong bốn nhóm: IC bộ vi xử lý cơ bản (MPC); IC bộ nhớ; Thiết bị IC để nhập và xuất thông tin tới bộ vi xử lý; IC để kết nối máy vi tính với các đối tượng điều khiển.

Trao đổi thông tin giữa bộ vi xử lý và các khối máy vi tính khác được thực hiện dọc theo ba đường cao tốc: địa chỉ, dữ liệu và điều khiển.

Địa chỉ trung kế(MA) được sử dụng để truyền mã địa chỉ được sử dụng để truy cập bộ nhớ, đầu vào-đầu ra hoặc các thiết bị bên ngoài khác được kết nối với bộ vi xử lý.

Thông tin xử lý và kết quả tính toán được truyền đi qua đường cao tốc dữ liệu(MD).

Đường điều khiển(MU) truyền tín hiệu điều khiển đến tất cả các khối máy vi tính, thiết lập chế độ mong muốn các thiết bị tham gia vào lệnh đang được thực thi.

Việc sử dụng một số lượng lớn đường cao tốc trong máy vi tính, trong trong ví dụ này ba loại, mang lại hiệu suất cao và đơn giản hóa quá trình tính toán. Có thể xây dựng một máy vi tính có một hoặc hai đường cao tốc, qua đó mã địa chỉ và thông tin đã xử lý được truyền tuần tự, đồng thời thời gian thực hiện lệnh tăng lên và việc tổ chức trao đổi thông tin giữa các nút trở nên phức tạp hơn.

Cấu trúc của máy vi tính được xác định bởi kiến trúc của bộ vi xử lý, thành phần của các đơn vị chức năng có trong MP LSI, số lượng đường cao tốc bên ngoài và tổ chức trao đổi thông tin.

Bộ vi xử lý trên một chip đơn - chip đơn MP - được phân biệt bởi độ sâu bit cố định và hệ thống lệnh cố định. Sự hoàn thiện về chức năng của MP đơn chip yêu cầu đặt các khối giải mã lệnh và thiết bị điều khiển, khối logic số học, thiết bị điều khiển trao đổi bên ngoài và các tầng để khớp các tín hiệu bên trong và bên ngoài trong một tinh thể.

Đa chip MP được xây dựng trên cơ sở một bộ LSI, là MPC. Mỗi LSI có trong MPC cho phép thực hiện một nút hoặc khối chức năng của nút MP. Các nút đặc trưng nhất của MP là đơn vị logic số học (ALB), tạo thành cơ sở của thiết bị vận hành và thiết bị điều khiển (CU).

Khối logic số học được thiết kế để xử lý thông tin theo mã điều khiển mà nó nhận được. Các phép toán được thực hiện trong ALB có thể được chia thành ba nhóm: số học, dịch chuyển, logic và truyền.

Các phép toán sau thường được sử dụng làm phép tính số học: cộng và trừ hai mã; các đơn vị cộng và trừ; phép cộng và phép trừ với nội dung của dấu phép tính.

Các phép dịch chuyển bao gồm các phép dịch số học, logic và tuần hoàn sang phải và trái nội dung của các thanh ghi ALB.

Các hoạt động logic và hoạt động truyền đảm bảo thực hiện các chức năng logic cơ bản (cộng, nhân) trên nội dung của các thanh ghi và chuyển nội dung giữa các thanh ghi và giữa các thanh ghi với đường cao tốc bên ngoài.

Thiết bị điều khiển tạo tín hiệu điều khiển đến tất cả các khối máy vi tính, đồng bộ hóa hoạt động của chúng và đảm bảo lựa chọn lệnh từ bộ nhớ theo thuật toán đã thiết lập.

Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn hoạt động của từng khối máy vi tính riêng lẻ.

Thiết bị điều hành MP, được thiết kế để thực hiện các thao tác trên toán hạng theo mã của lệnh đang được thực thi (số học, logic, dịch chuyển hoặc truyền), thường bao gồm ALB, khối thanh ghi mục đích chung (GPR), khối tạo trạng thái thanh ghi điều kiện và một khối điều khiển cục bộ.

Khối logic số học trực tiếp thực hiện một thao tác vi mô trên toán hạng nguồn.

khối RON cung cấp khả năng lưu trữ các toán hạng và kết quả tính toán trung gian, được đặc trưng bởi thời gian truy cập thấp và số lượng thanh ghi hạn chế.

Khối tạo trạng thái thanh ghi điều kiện ghi vào thanh ghi điều kiện mã nhị phân, mô tả đặc điểm số học và logic của kết quả của phép toán ALB. Nội dung của thanh ghi thuộc tính có thể được thiết bị điều khiển sử dụng để tạo ra các chuyển đổi có điều kiện dựa trên kết quả của các hoạt động ALB.

Bộ điều khiển cục bộđảm bảo thực thi vi lệnh hiện tại và điều khiển tất cả các khối của thiết bị vận hành theo mã vi lệnh.

Cấu trúc thiết bị vận hành phụ thuộc vào số lượng đường cao tốc bên ngoài và tổ chức trao đổi thông tin dọc theo chúng, cũng như tổ chức các đường cao tốc nội bộ và thứ tự trao đổi thông tin giữa các khối của thiết bị vận hành.

Các thiết bị vận hành được triển khai như một phần của chip đơn MP LSI được phân biệt bằng độ sâu bit cố định và hệ thống lệnh. Những hạn chế về số lượng các xa lộ thông tin và các mối liên hệ bên ngoài dẫn đến nhu cầu tổ chức xem tuần tự truyền thông tin, trong đó thông tin được trao đổi tuần tự dọc theo một đường cao tốc thông tin giữa tất cả các nút bên trong của LSI và các đường cao tốc bên ngoài.

LSI MP đơn chip không cho phép xây dựng hệ thống vi xử lý hiệu suất cao với tiến trình song song thông tin. Thời gian thực hiện lệnh dao động từ 2 đến 10 μs. LSI MP chip đơn được sử dụng hiệu quả trong các thiết bị không yêu cầu tốc độ cao và có những hạn chế về số lượng thiết bị cũng như giá thành của nó. Chúng được triển khai trong dòng K580 và K586 MP LSI, cùng với bộ vi xử lý, chứa một số LSI phụ trợ để xây dựng máy vi tính.

Thiết bị điều khiển máy vi tính,đảm bảo thực hiện chuỗi thao tác vi mô theo mã lệnh hiện tại và tổ chức lựa chọn lệnh chương trình phù hợp với chương trình đang thực thi. Việc sử dụng vi lập trình trong việc triển khai một thiết bị điều khiển cho phép nó được tạo ra trên các cấu trúc thông thường cho phép thực hiện các thay đổi dễ dàng đối với chuỗi tín hiệu điều khiển được tạo ra.

Hiển thị trong hình. 2, sơ đồ tổng quát của thiết bị điều khiển vi chương trình bao gồm: khối bộ nhớ vi chương trình trong đó các lệnh vi mô được lưu trữ; đơn vị tạo địa chỉ vi lệnh, tạo ra địa chỉ của vi lệnh tiếp theo, nói chung phụ thuộc vào mã của vi lệnh đang được thực thi, mã thuộc tính của các hoạt động được thực hiện trong ALB, thông tin từ các khối đồng bộ hóa và các ngắt bộ xử lý; bộ phận đồng bộ hóa được thiết kế để nhận tín hiệu điều khiển và tạo ra chuỗi tín hiệu đồng bộ hóa cho các khối chính của máy vi tính để đảm bảo trình tự hoạt động nhất định của chúng; bộ giải mã vi lệnh tạo ra các tín hiệu điều khiển đi vào các đơn vị điều hành máy vi tính.

Các tùy chọn phổ biến nhất để triển khai các thiết bị điều khiển là sử dụng bộ nhớ chỉ đọc (ROM) hoặc bộ nhớ lập trình lại (PROM) làm bộ nhớ vi chương trình và thiết bị điều khiển dựa trên mảng logic khả trình (PLM).

Hình 2. Sơ đồ tổng quát của thiết bị điều khiển.

Trong trường hợp đầu tiên, khối bộ nhớ vi lệnh được tạo trên cơ sở bộ nhớ LSI tiêu chuẩn như ROM, PROM. Các khối còn lại của thiết bị điều khiển được kết hợp thành một LSI riêng biệt hoặc được thực thi dưới dạng các khối riêng biệt trên các mạch tích hợp trung bình. Trong thiết bị điều khiển dựa trên PLM, tất cả các khối được kết hợp thành một LSI, thực tế là một máy kỹ thuật số hoàn chỉnh, quy luật hoạt động của nó được xác định bằng cách chuyển đổi các đường cao tốc bên trong của ma trận.

Thiết bị điều khiển PLM. Trong các thiết bị này, không giống như các mạch đang xem xét, các chức năng của bộ tạo địa chỉ vi lệnh được kết hợp với bộ nhớ vi chương trình. Hãy xem xét sơ đồ của một thiết bị như vậy bằng ví dụ về MPC dòng K587 (Hình 3, b).

Cơm. 3. Mạch LSI thuộc dòng K1804 (a) và dòng K587 RP1 (b).

Cấu trúc thiết bị chứa bộ nhớ vi chương trình loại PLM, thanh ghi lệnh RgK,đăng ký mã điều kiện RgKU,đăng ký địa chỉ tiếp theo RGA và thanh ghi dấu hiệu điều khiển RSU.

Đăng ký dấu hiệu điều khiển chứa mặt nạ để tín hiệu ghi vào thanh ghi lệnh, thanh ghi địa chỉ tiếp theo và thanh ghi mã điều kiện. Một phần tín hiệu từ đầu ra PLM là đầu ra để điều khiển phần vận hành dưới dạng lệnh vi mô và phần còn lại của tín hiệu đầu ra PLM không phải là đầu ra từ phần thân LSI và được sử dụng để tạo địa chỉ tiếp theo và mã thanh ghi điều khiển. Mảng logic lập trình cho phép phân tích một số lượng lớn bit, loại bỏ sự cần thiết của bộ ghép kênh được điều khiển. Tổng số của tất cả các cấp bậc RgK, RgKU Và RGAđược sử dụng làm từ địa chỉ đầy đủ cho PLM.

Thanh ghi lệnh dùng để nhận mã lệnh chỉ định cho thiết bị điều khiển một chương trình lấy mẫu một chuỗi mã vi lệnh, thực thi mà bộ vi xử lý thực hiện thuật toán của lệnh này. Để thực hiện điều này, một trong các đầu ra PLM được lập trình để tạo quyền nhận lệnh mới. Việc lựa chọn một vi lệnh cụ thể trong quá trình thực hiện thuật toán của bất kỳ lệnh nào của bộ vi xử lý không phải lúc nào cũng được chỉ định nghiêm ngặt mà có thể phụ thuộc vào các điều kiện - kết quả của các thao tác được ghi trong thanh ghi điều kiện.

Đăng ký địa chỉ là thành phần thiết lập chính trong việc lựa chọn vi lệnh tiếp theo. Độ sâu bit P Thanh ghi địa chỉ cho phép thiết bị điều khiển tạo trạng thái ổn định 2" mà không thay đổi mã lệnh và mã điều kiện.

Khả năng PLM tạo ra các trạng thái thông tin mới bằng cách kết hợp các trạng thái được mã hóa hiện có, bằng cách kết hợp chúng một cách đơn giản, sẽ mở rộng

khả năng logic của PLM như một máy kỹ thuật số. Thiết bị được đề cập không chứa bộ nhớ ngăn xếp và do đó không cung cấp khả năng lập trình mô-đun. Trong số các thiết bị được xem xét, cấu trúc của máy vi tính bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi tùy chọn triển khai của thiết bị điều khiển. Có thể phân biệt ba phương án điển hình nhất: triển khai trong bộ xử lý đơn chip kết hợp bộ phận vận hành và thiết bị điều khiển; triển khai thiết bị điều khiển dưới dạng máy vi lập trình sử dụng ROM và PROM để ghi các lệnh vi mô; triển khai thiết bị điều khiển dựa trên PLM.

Trong các bộ vi xử lý thuộc dòng K587, K588, K1883, các thiết bị điều khiển được triển khai trên cơ sở PLM. Bộ vi xử lý thuộc dòng K580, K.1801, K1810, K1816, K1820 chứa LSI, thực hiện bộ xử lý trung tâm và thiết bị điều khiển có cấu trúc và hệ thống lệnh cố định. Trong dòng MPK K583, K589, KR1800, KR1802, KR1804, thiết bị điều khiển được chế tạo dưới dạng máy vi lập trình dựa trên LSI có trong các bộ công cụ này, cho phép người tiêu dùng thực hiện hệ thống lệnh cần thiết trên cơ sở của họ. Bộ vi xử lý thuộc dòng K536, K581 được thiết kế để xây dựng các máy vi tính thuộc dòng “Electronics S” và “Electronics-60”.

Bộ vi xử lý thuộc dòng K1801 bao gồm MP K1801VM1 đơn chip, chứa bộ xử lý và thiết bị điều khiển với hệ thống lệnh cho máy vi tính Elektronika-60 và một số LSI để xây dựng máy vi tính bảng đơn. Theo đặc tính kỹ thuật của chúng, các MPC thuộc dòng K580, K1816, K1810, K1820, chứa MP chip đơn, được khuyến khích sử dụng để sản xuất các thiết bị tự động hóa kỹ thuật số, bộ điều khiển đơn giản và cũng được sử dụng để xây dựng các máy tính siêu nhỏ và mini cho nhiều mục đích khác nhau. mục đích.

Bộ vi xử lý dòng K583, K584, K587, K588 được thiết kế để xây dựng các máy vi tính và bộ điều khiển phức tạp. Nhờ tổ chức theo từng phần, hệ thống đường cao tốc phát triển và khả năng lập trình vi mô của các chức năng điều khiển, chúng có thể làm cơ sở cho việc xây dựng các hệ thống điều khiển khác nhau. Tiêu thụ điện năng thấp và khả năng chống ồn cao của MPC thuộc dòng K587 và K588 giúp có thể thiết kế trên cơ sở các hệ thống điều khiển số cho các thiết bị công nghệ và thiết bị có hạn chế về mức tiêu thụ năng lượng.

Dòng MP K tốc độ cao K589, KP1802, KP1804 được thiết kế để xây dựng các máy vi tính và hệ thống tự động hóa tốc độ cao, tương thích về mức tín hiệu và có thể bổ sung cho nhau. Bộ vi xử lý thuộc dòng KR1802 và K1804 khác nhau về cách tiếp cận hình thành các mô-đun. Trong MPC KR1804, LSI bộ vi xử lý 4 bit chứa tất cả các thành phần của bộ vi xử lý. Trong MPC của dòng KR1802, các đơn vị chức năng MP riêng lẻ được thực thi trong LSI (LSI của 8-bit AL B, LSI của 16 RON 4-bit, LSI của bộ mở rộng số học 16-bit, v.v.). Sự khác biệt trong thành phần mô-đun của các IPC được xem xét cho phép chúng tôi áp dụng mô-đun phù hợp nhất trong số chúng về mặt phân chia chức năng cho các khu vực khác nhau. Bộ vi xử lý dòng KR1800 có hiệu suất cực cao (tần số xung nhịp 36 MHz) và nhằm mục đích xây dựng các công cụ điện toán hiệu năng cao.

CÂU HỎI THỨ HAI

Trong bộ lễ phục. Hình 4 cho thấy một ví dụ về cấu trúc của một máy vi tính được triển khai trên cơ sở bộ vi xử lý KR580. Bus địa chỉ 16 bit (ABA) và bus dữ liệu 8 bit (SD) và điều khiển tạo thành giao diện giữa bộ vi xử lý (MP), một mặt và ROM, RAM và các thiết bị giao diện đầu vào-đầu ra (IOUD), mặt khác. Việc phân bổ các bus riêng biệt cho tất cả các tín hiệu điều khiển, thông tin địa chỉ và dữ liệu giúp đơn giản hóa việc tổ chức trao đổi thông tin giữa các thành phần riêng lẻ và giảm thời gian thực hiện các lệnh trong máy vi tính. Bộ tạo xung đồng hồ (GTI) tạo ra các tín hiệu cần thiết cho hoạt động của MP.

Cơm. 4. Cấu trúc máy vi tính với các bus dữ liệu và địa chỉ riêng biệt.

Việc sử dụng một bus làm giảm số lượng chân bên ngoài của bộ vi xử lý LSI, nhưng dẫn đến sự tách biệt tạm thời giữa địa chỉ và truyền dữ liệu, tức là làm giảm tốc độ trao đổi thông tin giữa bộ xử lý và các thiết bị có thể định địa chỉ, cũng như đến nhu cầu sử dụng các thanh ghi địa chỉ bên ngoài (RgA).

CÂU HỎI THỨ BA

Hiển thị trong hình. Hình 5 minh họa, sử dụng bộ vi xử lý K588 làm ví dụ, cách tổ chức một máy vi tính với địa chỉ đa kênh và bus dữ liệu.

Theo quy luật, những máy vi tính có khả năng lập trình vi mô như vậy đòi hỏi phải phát triển khả năng điều khiển hai cấp độ - vi chương trình và phần mềm. Điều này cho phép bạn có một hệ thống lệnh tùy ý, nhưng làm phức tạp máy vi tính.

Hoạt động bình thường của máy vi tính chỉ có thể được đảm bảo khi định thời chính xác các tín hiệu xác định sự tương tác của các thành phần của nó. Do đó, một phần đáng kể các thông số kỹ thuật của các thành phần MPC được tạo thành từ các ràng buộc về thời gian khác nhau.

Cơm. 5. Cấu trúc của một máy vi tính với bus địa chỉ và dữ liệu đa kênh.

Nguồn tín hiệu định thời chính trong máy vi tính là bộ tạo xung đồng hồ tạo ra chuỗi xung một, hai, ba hoặc bốn pha. Các thông số của xung đồng hồ phải tuân theo các yêu cầu khá nghiêm ngặt, bao gồm tần số xung tối thiểu và tối đa, thời gian tăng và giảm xung tối đa, dung sai thấp và thấp. mức độ caođiện áp xung, dung sai về độ dài của xung đồng hồ, mối quan hệ thời gian giữa các xung đồng hồ của các pha khác nhau. Việc không tuân thủ các yêu cầu về xung đồng hồ có thể dẫn đến việc thực hiện các thao tác không chính xác, vì việc thực hiện mỗi thao tác bao gồm một chuỗi hành động, mỗi hành động có một khoảng thời gian rất cụ thể. Tần số của bộ tạo xung nhịp thường được ổn định bằng thạch anh và được thực hiện dưới dạng thành phần riêng biệt bộ vi xử lý hoặc trên chip vi xử lý (như được thực hiện trong bộ vi xử lý K588).

Các xung đồng hồ từ máy phát bắt đầu đến bộ vi xử lý ngay sau khi bật nguồn điện, nhưng bộ vi xử lý chỉ khởi động bằng tín hiệu cài đặt ban đầu, được cung cấp cho đầu vào đặc biệt của nó. Dựa trên tín hiệu này, một địa chỉ cụ thể được ghi vào bộ đếm chương trình, từ đó bộ vi xử lý bắt đầu tìm nạp các hướng dẫn chương trình. Ngoài ra, trong một số bộ vi xử lý, tín hiệu khởi tạo sẽ đặt lại một số thanh ghi bên trong về 0.

Các cách đơn giản nhất để tạo ra tín hiệu cài đặt ban đầu là: a) sử dụng một bộ tạo xung đơn, được kích hoạt, chẳng hạn như từ một nút; b) hình thành xung cài đặt ban đầu khi bật nguồn với độ trễ trong khoảng thời gian cần thiết để đặt giá trị danh nghĩa của điện áp nguồn sau khi bật nguồn.

Các hạn chế nghiêm trọng được áp dụng đối với các tham số thời gian của tín hiệu nhằm đảm bảo sự tương tác của các thành phần máy vi tính. Miễn là tốc độ của các bộ phận đủ để phản hồi chính xác với tất cả các tín hiệu của bộ vi xử lý, điều này thường được thực hiện trong máy vi tính có một số lượng nhỏ các bộ phận của một bộ vi xử lý, thì sẽ không có vấn đề gì phát sinh về thời gian của các bộ phận. Việc tăng độ phức tạp của sơ đồ địa chỉ, tăng dung lượng bộ nhớ và sử dụng các thành phần từ bộ vi xử lý khác có thể dẫn đến việc không tuân thủ một số mối quan hệ thời gian bắt buộc và do đó, dẫn đến hoạt động không đúng của máy vi tính.

Văn học:

1. MV Naprasnik "Bộ vi xử lý và máy vi tính", trang: 81-84.

2. L.N. Presnukhin “Bộ vi xử lý”, phần 1, trang: 140-162.

HOẠT ĐỘNG 3.1.2 Sơ đồ khối, đặc điểm và cơ sở phần tử cơ bản

máy vi tính “MS1201.01”.

CÂU HỎI BÀI HỌC:

1. Mục đích, đặc điểm của máy vi tính “MS1201.01”.

2. Sơ đồ khối, cấu tạo và cơ sở phần tử của máy vi tính “MS1201.01”.

3. Hệ thống lệnh, chế độ đánh địa chỉ và tính năng vận hành của máy vi tính “MS1201.01”.

CÂU HỎI ĐẦU TIÊN

Máy vi tính “MS1201.01” là bảng mạch in được thiết kế để tích hợp vào thiết bị tiêu dùng và thực hiện các chức năng nhập, lưu trữ, xử lý và xuất thông tin kỹ thuật số như một phần của thiết bị này.

Các sửa đổi của máy vi tính khác nhau về loại MP, số lượng lệnh, dung lượng RAM và tốc độ, nhưng có một thiết kế cơ bản.

Máy vi tính có thể được sử dụng là một phần của thiết bị công nghệ (hệ thống CNC 2Р22 và Kontur-1); trong các tổ hợp điều khiển, đo lường và thử nghiệm; trong các hệ thống xử lý thông tin số có mục đích chung.

Trong tất cả các ứng dụng có thể, máy vi tính giải quyết các vấn đề giống nhau: đầu vào, lưu trữ, xử lý và xuất thông tin.

Các đặc điểm chính:

Hệ thống số cho các số và lệnh là hệ nhị phân;

Định dạng chính để biểu diễn số và lệnh là 16 chữ số nhị phân;

Nguyên lý hoạt động của các thiết bị chính là song song;

Hiệu suất khi thực hiện các lệnh như “ADDITION”

Với phương pháp đánh địa chỉ thanh ghi, 400 ± 100 nghìn op/s;

Với phương pháp đánh địa chỉ thanh ghi gián tiếp, 180 ± 40 nghìn op/s;

Số lượng RON – 8;

Kênh hệ thống máy vi tính cho phép đánh địa chỉ trực tiếp các vùng bộ nhớ

64 KB;

Dung lượng RAM 28 KB word 16 bit;

Dung lượng ROM hệ thống 4 KB word;

Nguồn được cung cấp từ nguồn DC bên ngoài với

điện áp định mức +5 V (+5 V và +12 V đối với MC1201), dòng điện không

hơn 2,4 A, điện năng tiêu thụ không quá 12,6 W;

Thời gian của máy vi tính giữa các lần thất bại ít nhất là 10.000 giờ, giữa các lần thất bại - ít nhất là

Tuổi thọ sử dụng - ít nhất 10 năm;

Kích thước tổng thể 252×296×12 mm, trọng lượng không quá 0,8 kg;

Phần mềm sau đây được chấp nhận là phần mềm máy vi tính cơ bản: kiểm tra

giám sát hệ điều hành (TMOS); hệ điều hành với

chia sẻ thời gian (OS DVK).

CÂU HỎI THỨ HAI

Máy vi tính “MS1201.01” bao gồm các khối và thành phần chức năng chính và phụ sau đây.

Nền tảng:

Bộ xử lý (PRC);

ROM hệ thống (SROM);

Thiết bị giao diện song song byte (UBPI);

Thiết bị I/O nối tiếp(UPVV);

Thiết bị giao diện ổ đĩa mềm (FMD UI);

Thiết bị điều khiển cho ROM người dùng (CU ROM);

Thanh ghi chế độ khởi động ban đầu (ILR);

Bộ cách ly tín hiệu quang điện tử (OSI).

Phụ trợ:

Bộ hiệu chỉnh tín hiệu điều khiển kênh (CCS);

Bộ tạo xung nhịp (GTI-1, GTI-2);

Bộ chuyển đổi điện áp (PN-5 V);

Bộ thu phát tín hiệu (PP1...PP4);

Bộ điều khiển thu phát tín hiệu kênh (CUPP)

Máy vi tính là một hệ thống gồm các khối chức năng, việc liên lạc giữa chúng được thực hiện thông qua một kênh hệ thống duy nhất (thuộc loại “Bus chung”) để trao đổi thông tin bằng cách ghép kênh địa chỉ và bus dữ liệu.

Đế phần tử máy vi tính được xây dựng trên IC dòng K1801 (8 chiếc), K531 (15 chiếc), K155 (23 chiếc), K555, KR565 (32 chiếc). Cơ sở của cơ sở phần tử là các vi mạch dòng K1801, được chế tạo theo N-kênh công nghệ MOS.

Một bộ vi xử lý được xây dựng trên IC K1801, K1801RE1 là ROM hệ thống, thiết bị điều khiển RAM K1801VP1-030, thiết bị điều khiển giao diện song song K1801VP1-031 byte, thiết bị truyền thông tin K1801VP1-034 UBPI, K1801VP1-035 UPVV, điều khiển giao diện GPS K1801VP1-033 thiết bị D

Các vi mạch dòng K531 chủ yếu được sử dụng để xây dựng các bộ thu phát tín hiệu kênh và IC K555 là bộ khuếch đại tín hiệu.

Mạch tích hợp series KR565RU3 (RU6 - MS1201.01 và MS1201.02) tạo thành ổ RAM loại động, tổng dung lượng lưu trữ của ổ là 32 KB từ 16 bit hoặc 8 ngân hàng bộ nhớ mỗi ngân hàng 4 KB. Chỉ có 7 ngân hàng bộ nhớ có sẵn cho người dùng, tức là. 28 KB từ. RAM bao gồm một thiết bị lưu trữ thông tin (RAM N), thiết bị điều khiển RAM (U RAM), thanh ghi dữ liệu đệm (DBR) và bộ chuyển mạch ngân hàng P3 trong Hình 2 (BVB trong Sơ đồ 1).

ROM hệ thống được thiết kế để lưu trữ các chương trình cho bảng điều khiển bộ tải khởi động với ổ đĩa phao và kiểm tra xác minh thường trú.

Có thể lắp thêm chip ROM dung lượng 4 KB word 16 bit vào thiết bị tiếp xúc (Hình 2) đặt trên bo mạch.

Công tắc P1 và P2 (Hình 2) được sử dụng để thiết lập chế độ khởi động ban đầu, địa chỉ đăng ký và vectơ ngắt của thiết bị bên ngoài.

Đầu nối P1 được sử dụng để kết nối thiết bị bên ngoài với kênh I/O nối tiếp và đầu nối P2 được sử dụng để kết nối các thiết bị với kênh I/O song song byte, cũng như để kết nối ổ đĩa phao.

Thống nhất bởi thiết kế, một hệ thống chỉ huy, giao diện kênh với máy tính thuộc loại “Điện tử-60”, cho phép bạn tăng khả năng kỹ thuật của máy vi tính bằng cách kết nối các thiết bị chức năng tiêu chuẩn bổ sung thông qua kênh, cũng như các thiết bị hợp nhất do người dùng phát triển.

Cơm. 1. Sơ đồ khối của máy vi tính “MS1201.01”

Cơm. 2. Bố trí các thiết bị chính

trên bo mạch vi tính “Điện tử MS1201.01 (02)”

CÂU HỎI THỨ BA

Máy vi tính "MS1201.01" sử dụng các chế độ địa chỉ sau: thanh ghi, thanh ghi gián tiếp, tự động tăng, gián tiếp tự động tăng, tự động giảm, tự động giảm gián tiếp, chỉ mục và chỉ mục gián tiếp.

Máy vi tính sử dụng các loại lệnh sau: không địa chỉ, unicast và hai địa chỉ.

Việc giao tiếp giữa các thiết bị được kết nối với kênh máy vi tính được thực hiện theo nguyên tắc “chủ động-thụ động”.

Tại bất kỳ thời điểm nào, chỉ có một thiết bị hoạt động và điều khiển chu kỳ liên lạc trong kênh. Thông tin được truyền qua nguyên tắc không đồng bộ sử dụng tín hiệu đồng bộ đặc biệt K ENTER N; ĐẾN ĐẦU RA N; K SIP N; K SIA N, tức là Tín hiệu bắt đầu trao đổi dữ liệu từ thiết bị hoạt động phải nhận được tín hiệu phản hồi từ thiết bị thụ động.

Máy vi tính có các ưu tiên sau để phục vụ các gián đoạn giữa các thiết bị đầu vào/đầu ra giao diện:

1 – từ UPVV.

2 – từ UI GMD.

3 – từ UBPI.

Không có thiết bị truy cập bộ nhớ trực tiếp trong máy vi tính. RON bộ xử lý (R0 – R7) có thể đóng vai trò là thanh ghi lưu trữ, thanh ghi chỉ mục, thanh ghi địa chỉ tự động tăng và giảm tự động và các mục đích khác. Ngoài ra, R6 có chức năng như một thanh ghi con trỏ ngăn xếp (RUS) và R7 có chức năng như một thanh ghi bộ đếm chương trình (PCR). Định dạng thanh ghi là 16 bit nhị phân; đối với các phép toán byte, 8 bit có trọng số nhỏ nhất của thanh ghi được sử dụng.

Do cần có kiến thức sâu hơn về hoạt động của máy vi tính MC1201, vì hai hệ thống CNC được xây dựng trên cơ sở của nó - 2P22 và Kontur - 1, chúng tôi sẽ xem xét chi tiết hơn một số vấn đề về chức năng của nó.

Cấu trúc của một máy vi tính có đường trục chung. Việc tổ chức máy vi tính “Điện tử MS 1201.01” dựa trên nguyên tắc giao tiếp giữa các thiết bị sử dụng một đường cao tốc chung(Hình 3). Đối với mỗi thiết bị được kết nối với đường trục chung, loại giao tiếp là như nhau. CPU P sử dụng cùng một bộ tín hiệu để liên lạc với các ô RAM OP, và để liên lạc với các thiết bị ngoại vi. Mỗi ô nhớ, thanh ghi bộ xử lý và thanh ghi ngoại vi được gán một địa chỉ bus cụ thể. Nhờ cấu trúc này, tất cả các lệnh cho dữ liệu được lưu trữ trong RAM OP, V. bằng nhau cũng có thể được sử dụng cho dữ liệu trong sổ đăng ký của thiết bị ngoại vi. Nguyên tắc này là một tính năng rất quan trọng của máy vi tính có xương sống chung, vì cùng một bộ lệnh có thể được sử dụng cho cả tính toán và điều khiển đầu vào-đầu ra. Đội đặc biệtđầu vào-đầu ra trở nên không cần thiết và thông tin đầu vào-đầu ra có thể được kết hợp với quá trình xử lý nó. Nhờ truyền hai chiều và không đồng bộ, các thiết bị có thể gửi, nhận và trao đổi dữ liệu với nhau. Việc tổ chức hoạt động của đường trục chung theo nguyên tắc “yêu cầu-đáp ứng” không đồng bộ cho phép bạn điều phối hoạt động của các thiết bị hoạt động ở dải tần rộng nhất.

Cơm. 3. Cấu trúc của một máy vi tính có xương sống chung.

Việc liên lạc giữa các thiết bị được kết nối bằng đường cao tốc chung được thực hiện theo nguyên tắc “master - executor”. Tại bất kỳ thời điểm nào cũng chỉ có một thiết bị điều khiển đường cao tốc và được gọi là “thiết bị chính”. Thiết bị này điều khiển hoạt động của đường trục khi liên lạc với một thiết bị khác được kết nối với đường trục, được gọi là “bộ thu”. Một ví dụ điển hình của mối quan hệ này là bộ xử lý P, đóng vai trò là thiết bị chính và chọn lệnh từ RAM. OP(bộ nhớ luôn là thiết bị thực thi). Ví dụ, thiết bị chủ có thể là ổ đĩa từ (NMD), truyền dữ liệu tới OP. Vì vậy, giao tiếp giữa các thiết bị là năng động.

Đường chung được sử dụng bởi bộ xử lý P và tất cả các thiết bị I/O UVV. Hệ thống ưu tiên xác định thiết bị nào sẽ chiếm quyền kiểm soát đường cao tốc. Do đó, mỗi thiết bị được kết nối với bus và có khả năng trở thành thiết bị chủ đều có mức độ ưu tiên được gán cho nó.

Máy vi tính được đề cập có một đường ngắt ưu tiên. Trong trường hợp hai (hoặc nhiều) thiết bị có khả năng trở thành thiết bị điều khiển cho xe buýt đồng thời gửi yêu cầu sử dụng xe buýt, quyền điều khiển sẽ được chuyển đến thiết bị có kết nối điện gần bộ xử lý hơn.

Việc trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị được kết nối với bus có thể được thực hiện theo các chế độ sau:

1) phần mềm;

2) do gián đoạn;

3) truy cập bộ nhớ trực tiếp (PDP).

Chế độ chương trình- linh hoạt nhất. Theo chủ động và dưới sự kiểm soát của chương trình, các từ 16 bit đầy đủ hoặc byte thông tin 8 bit có thể được gửi giữa thiết bị chính và thiết bị thu. Thông tin có thể là lệnh, địa chỉ hoặc dữ liệu. Thông thường, bộ xử lý, với tư cách là thiết bị chính, chọn các lệnh từ bộ nhớ và toán hạng từ bộ nhớ hoặc các thanh ghi, và sau khi thực hiện các lệnh đó sẽ gửi kết quả đến bộ nhớ hoặc các thanh ghi.

Ở chế độ ngắt trao đổi dữ liệu xảy ra theo yêu cầu thiết bị ngoại vi. Trong trường hợp này, bộ xử lý tạm dừng việc thực thi chương trình hiện tại để phục vụ thiết bị yêu cầu. Sau khi hoàn thành chương trình bảo trì, bộ xử lý sẽ tiếp tục thực hiện chương trình bị gián đoạn từ điểm bị gián đoạn. Vì bộ xử lý thường có khả năng thực hiện ở bất kỳ đâu từ hàng chục đến hàng nghìn lệnh trong khoảng thời gian giữa hai lần truyền dữ liệu liên tiếp từ thiết bị đầu vào/đầu ra, nên việc buộc nó không hoạt động trong thời gian này là không khả thi về mặt kinh tế. Truyền dữ liệu qua ngắt cho phép bộ xử lý hoạt động đồng thời với quy trình I/O và nhận thông tin về thời điểm hoàn thành.

Ở chế độ DMA(DAP) trao đổi dữ liệu được thực hiện mà không có sự kiểm soát chương trình từ bộ xử lý và là cách tốt nhất một cách nhanh chóng truyền dữ liệu giữa bộ nhớ và thiết bị bên ngoài. Việc đánh địa chỉ và quản lý kích thước của mảng được truyền phải được cung cấp bởi thiết bị đã nhận được quyền truy cập bộ nhớ trực tiếp. Thông thường, chế độ DMA được sử dụng khi trao đổi mảng dữ liệu giữa các ổ đĩa trên đĩa hoặc băng từ (NMD hoặc NML) và RAM.

Các chu kỳ hoạt động của bus khi tương tác với bộ xử lý là: “Đọc” - truyền một từ dữ liệu từ thiết bị bên ngoài sang bộ xử lý; “Viết” - truyền một từ hoặc byte dữ liệu từ bộ xử lý sang thiết bị bên ngoài; “Đọc sửa đổi - ghi” - truyền một từ dữ liệu từ thiết bị bên ngoài sang bộ xử lý, sau đó ghi một từ (byte) dữ liệu từ bộ xử lý sang thiết bị bên ngoài.

Mỗi lệnh của bộ xử lý yêu cầu một hoặc nhiều chu kỳ bus. Trước hết, chu trình “Đọc” được thực thi, trong đó một lệnh được chọn từ một ô nhớ (địa chỉ ô được chỉ định bởi bộ đếm chương trình). Nếu không còn toán hạng nào yêu cầu quyền truy cập vào bộ nhớ hoặc thanh ghi thiết bị I/O thì không cần thêm chu trình làm việc nào để thực hiện lệnh. Tuy nhiên, nếu cần truy cập vào bộ nhớ hoặc thiết bị bên ngoài thì cần có một (hoặc nhiều) chu kỳ nhiệm vụ bổ sung.

Lưu ý sự khác biệt giữa các hoạt động ngắt và truy cập bộ nhớ trực tiếp. Ngắt thay đổi trạng thái của bộ xử lý và do đó chỉ có thể diễn ra giữa các lệnh của bộ xử lý. Hoạt động truy cập bộ nhớ trực tiếp có thể được thực thi trong quá trình thực thi lệnh giữa các chu kỳ bus riêng lẻ, vì các thao tác này không thay đổi trạng thái của bộ xử lý.