Раздел: Технические наукиМикропроцессор В1801ВМ1, его структура и система командСтруктура микропроцессора В1801ВМ1 Однокристальный 16-разрядный микропроцессор К1801ВМ1 предназначен для выполнения следующих функций: Процессор является единственным активным устройством микроЭВМ, управляющим циклами обращения к системной магистрали и обрабатывающим пр е рывания от пассивных устройств, которые могут посылать или принимать информацию только под управлением пр о цессора. Микропроцессор К1801 ВМ 1 работает в БК с тактовой частотой 3 МГц и содержит следующие основные функциональные блоки :
Система команд, реализованная в ПЛМ блока микропрограммного управления микропроцессора К1801BM1, совпадает с системой команд наиболее распространенных отечественных мини- и микро-ЭВМ типа “Электроника 60” (ДВК-2. 3, 4 и т.п.) и практически аналогична принятой для компьютеров серии DEC. Предусмотрен также ряд специальных команд, предназначенных для работы с системным ПЗУ К1801РЕ1. Сигналы AD0-AD15 представляют собой адреса и данные, передаваемые по совмещенной системной магистрали. Передача адресов и данных по одним и тем же линиям связи обеспечивается путем разделения этих операций во времени. Группа сигналов SYNC, DIN, DOUT, WTBT, RPLY служит для управления передачей информации по системной магистрали:
Сигнал VIRQ является запросом на пре р ывание от внешнего устройства , информи р ующим микропроцессор о готовности устройства передавать адрес вектора прерывания. Если прерывание разрешено, то в ответ на этот сигнал процессор вырабатывает сигналы DIN и IAK0. Сигнал IRQ1 обеспечивает управление режимом “СТОП-ПУСК” процессора с внешнего переключателя. Низкий уровень сигнала (активный) соответствует режиму “СТОП”. Сигналы IRQ2 и IRQ3 вызывают прерывания по фиксированным векторам 100 8 и 270 8 соответственно (при переходе из высокого уровня в низкий) . Сигнал предоставления прерывания IAK0 процессор вырабатывает в ответ на внешний сигнал VIRQ . Сигнал IAK0 передается по очереди, начиная с устройства с максимальным приоритетом, ретранслируясь от одного устройства к другому в порядке уменьшения приоритетов. Устройство с наибольшим приоритетом из числа выставивших запрос на прерывание (сигнал VIRQ ) запрещает дальнейшее распространение сигнала IAK0, таким образом запрещая на время обработки данного прерывания запросы от устройств с тем же или более низким приоритетом. Однако устройства с более высоким приоритетом могут прервать обработку повторным (“вложенным”) прерыванием. Сигнал DMR вырабатывается внешним активным устройством, требующим передачи ему системной магистрали (режим прямого доступа к памяти). В ответ па него процессор устан а вл и вает сигнал DMGO , предоставляю щ ий системную магистраль внешнему устройству с наивысшим приоритетом из числа запросивших прямой доступ (механизм реализации приоритетов - тот же, что и для прерываний). Это устройство прекращает дальнейшее распространение сигнала DMGO и выставляет сигнал SACK , означающий, что устройство прямого доступа к памяти (ПДП) может производить обмен данными, независимо от процессора используя стандартные циклы обращения к системной магистрали. Низкий уровень сигнала BSY означает , что микропроцессор начинает обмен по магистрали (т.е. что она занята для других устройств). Переход сигнала из низкого уровня в высокий указывает на окончание обмена. Сигнал ава р ии источника питания D C L O вызывает установку микропроцессора в исходное состояние и появление сигнала INIT . Сигнал аварии сетевого питания ACLO вызывает пер е ход микропро це ссора на обработку прерывания по сбою питании (высокий уровень свидетельствует о нормальном сетевом напряжении). Сигнал SEL1 инициализирует обращение к регистру управления системными внешними устройствами, а сигнал SEL2 - к регистру порта ввода-вывода. Направление обмена данными между микропроцессором и регистрами определяется сигналами DIN или DOUT соответственно. Выставление сигнала RPLY от этих регистров не требуется. Длительности сигналов SEL1 и SEL2 совпадают с длительностью сигнала BSY . Сигнал INIT является ответом микропроцессора на сигнал DCLO и используется, как правило, для установки периферийной части системы в исходное состояние. Общие характеристики микропроцессора К1801ВМ1
Система команд микропроцессора К1801ВМ1 Данный процессор содержит 8 регистров общего назначения (РОН, обозначение в описании команд RN, где N=0..7)один внутренний регистр состояния процессора PSW в котором задействовано 5 битов, каждый из которых имеет свои имена:
Два регистра из РОН (R6 и R7) отвечают за следующие функции:
При описании команд, используются следующие обозначения:
Операции над разрядами PSW
Методы адресации
Метод мнемоника
Команды работы с программами 000000 HALT останов 000001 WAIT пауза - ожидания прерывания 000002 RTI возврат из прерывания ( PC <=(SP)+) 000003 BPT отладочное прерывание (-(SP) <=PSW <=(16) ) 000004 IOT вызов системы ввода вывода ( -(SP) <=PC <= (22) ) 000005 RESET сброс магистрали и процессора 000006 RTT возврат, с запретом прерывания по Т-разряду до исполнения следующей команды ( PC<=(SP)+ PSW<=(SP)+ ) 0001DD JMP безусловный переход ( PC <= d ) 00020R RTS возврат из подпрограммы ( PC <= R <=(SP)+ 000240 NOP нет операции 004RDD JSR вызов подпрограммы (-(SP) <= R <= PC <= d ) 0064NN MARK восстановление стека ( -(SP)<=PC +(2 x NN) PC<=R5 <=(SP)+ 077RNN SOB выч. 1 и ветвл., если (R#) не 0 ( R# <= R#-1 PC<=PC=( 2xNN) ) 104000-104277 EMT вызов подпрограммы ПЗУ (-(SP)<= PSW <= (32) -(SP)<= PC <= (30) ) 1064SS MTPS запись PSW ( PSW <= s ) 1064Dd MFPS чтение PSW ( d <= PSW ) Переходы по условию (ветвления)
Если условие выполняется, то (PC) <= (PC) + (2 x NN) 000400 + XXX BR безусловный переход 001000 + XXX BNE нет равенства ( нулю ) Z=0 001400 + XXX BEQ равенство ( нулю ) Z=1 102000 + XXX BVC арифм.переп. отсутствует V=0 102400 + XXX BVS произошло арифм.переп. V=1 103000 + XXX BCC перенос отсутствует C=0 103400 + XXX BCS произошел перенос С=1 Переход по знаку 100000 + XXX BPL знак плюс N=0 100400 + XXX BMI знак минус N=1 002000 + XXX BGE больше или равно (нулю) N\\V=0 002400 + XXX BLT меньше (нуля) N\\V=1 003000 + XXX BGT больше (нуля) Z\/(N\\V)=0 003400 + XXX BLE меньше или равно(нулю) Z\/(N\\V)=1 Переход без знака 101000 + XXX BHI больше C\/Z=0 101400 + XXX BLOS меньше или равно C\/Z=1 103000 + XXX BHIS больше или равно C=0 103400 + XXX BLO меньше C=1 Одно-операторные команды
Условные обозначения: “*”=0 операции над словами 1 операции над байтами N Z C V 0003DD SWAB перестановка байтов * * 0 0 * 050DD CLR(B) очистка (d) <=0 0 1 0 0 * 051DD COM(B) побитная инверсия (d) <= (|d) * * 0 0 * 052DD INC(B) прибавление 1 (d) <=(d)+1 * * *- * 053DD DEC(B) вычитание 1 (d) <=(d)+1 * * *- * 054DD NEG(B) изменение знака (d) <=-(d) * * * * * 055DD ADC(B) прибавить перенос (d)<=(d)+C * * * * * 056DD SBC(B) вычесть перенос (d)<=(d)-C * * * * * 057DD TST(B) проверка (d)<=(d) * * 0 0 * 060DD ROR(B) циклич. сдвиг вправо => C,d * * * * * 061DD ROL(B) циклич. сдвиг влево C,d <= * * * * * 062DD ASR(B) арифм. сдвиг вправо (d)<=(d)/2 * * * * * 063DD ASL(B) арифм. сдвиг влево (d)<=(d)*2 * * * * * 067DD SXT расширить знак N=0 (d)<=0 0 1 0- N=1 (d)<=177777 1 0 0- Двух операторные команды
N S V C *1SSDD MOV(B) переслать (d)<=(s) * * 0- *2SSDD CMP(B) сравнить (s)-(d) * * * * *3SSDD BIT(B) проверить разряды (s)/\(d) * * 0 - *4SSDD BIC(B) очистить разряды (d)<=(|s)/\(d) * * 0 - *5SSDD BIS(B) установить разряды (d)<=(s)\/(d) * * 0 - 06SSDD ADD сложить (d)<=(s)+(d) * * * * 074RSS XOR исключающее или (s)<= (r )\\(s) * * 0 - 16SSDD SUB вычесть (d)<=(d)-(s) * * * * Операции с разрядами PSW
Список литературы Персональный компьютер БК-0010 (Приложение к журналу “Информатика и образование” ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||