Архітектурні особливості мікропроцесора К1810ВМ86

 

БІС К1810ВМ86 являє собою однокристальний високопродуктивний 16-розрядний мікропроцесор, виконаний на вдосконаленій n-канальній МОН-технології із середнім часом затримки поширення сигналів на вентиль 2нс і високою функціональною щільністю (29 тис. транзисторів на кристал).

Основними архітектурними особливостями мікросхеми К1810ВМ86, що відрізняють її від мікросхеми КР580ИК80А и дозволяють більше ніж на порядок підвищити продуктивність систем, є:

1. Потужніша система команд із розширеними можливостями адресації пам'яті, що включають команди множення, ділення й обробки послідовних байтів або слів;

2. Апаратна реалізація процесу сполучення операцій виконання й вибірки команд;

3. Більш гнучка й потужна організація системи переривання;

4. Апаратна реалізація деяких механізмів взаємодії декількох процесорів, що спрощує побудову складних мультипроцесорних систем;

 

Основні системні характеристики мікропроцесора:

 

Тактова частота, МГц. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Обсяг пам'яті, що адресується, Мбайт . . . . . . . . . . .
Розрядність адресної шини . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розрядність шини даних . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Число пристроїв вводу/виводу, що адресуються. . . /
Число основних команд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Споживана потужність, Вт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,75
Напруга живлення, В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +5

 

У мікропроцесорі ВМ86 застосовані нові архітектурні рішення, до яких, зокрема, відноситься поділ функцій сполучення із шиною виконання команд. Відповідно до цього структуру мікропроцесора (мал.2.8.а) можна умовно розділити на 2 частині: блок сполучення із шиною (БСШ) і виконавчий блок (ВБ). БСШ забезпечує функції, пов'язані з вибіркою операндів і кодів команд із пам'яті, запам'ятовуванням операндів, встановленням черговості команд, а також формуванням адрес операндів і команд. ВБ одержує команди із черги команд і вказує адресу операнда для БСШ.


 

  а)     15 8   7 0    
АХ AH AL Акумулятор
ВХ BH BL База
CX CH CL Лічильник
DX DH DL Дані
     
  SP Вказ. Стека
  BP Вказ. Бази
  SI Індекс джерела
  DI Індекс місця призначення
     
  CS Програмний сегмент
  DS Сегмент даних
  SS Стековий сегмент
  ES Додатковий Сегмент

б)

 

Рис. 2.8. Схема МП К1810ВМ86 і його регістри

 

Операнди з пам'яті надходять через БСШ на обробку в ВБ, що виконує запропоновані операції й повертає результати в пам'ять через БСШ. Важливою перевагою ВМ86 є те, що БСШ і ВБ працюють паралельно, причому БСШ забезпечує добування кодів завчасно, в той час як ВБ виконує поточну команду. Це підвищує пропускну здатність мультиплексованої шини адреси/даних (ША/Д) і збільшує швидкодію МП.

У МП МВ86 є чотирнадцять 16-розрядних регістрів (замість семи 8-розрядних регістрів у ВМ80), які за своїм призначенням можна розділити на 3 групи (мал. 2.8.б). Регістри АХ, ВХ, СХ, DX утворять групу регістрів загального призначення (РЗП). Ці регістри можуть без обмежень брати участь у виконанні арифметико-логічних операцій. Деякі інші операції, наприклад операції над ланцюжками байтів і слів, приписують регістрам даної групи спеціальне використання (мал. 2.8.б). На відміну від регістрів інших груп, РЗП має властивості роздільної адресації старших і молодших байтів. Тому РЗП можна розглядати як сукупність двох наборів 8-розрядних регістрів: набору Н и набору L. Регістри всіх інших груп є неподільними й оперують 16-розрядними словами.

Регістри SP, BP, SI, DI утворюють групу вказівних і індексних регістрів, призначення яких полягає в тому, що вони містять значення зсувів, що використовуються для адресації в межах поточного сегмента пам'яті.

Регістри CS, DS, SS, ES, що утворять групу сегментних регістрів, відіграють важливу роль у всіх діях ЦП, пов'язаних з адресацією пам'яті.

Крім перерахованих регістрів є два 16-розрядних регістри: IP - вказівник команд, F - регістр прапорів. У регістрі IP формується відносна (відносно CS) адреса команди, що підлягає виконанню. У регістрі F (мал. 2.9) використовуються наступних 9 розрядів:

 

 
F         OF DF IF TF SF ZF   AF   PF   CF

 

Рис. 2.9. Структура регістра прапорів

 

CF - перенос

PF - парність

AF - допоміжний перенос

ZF - нульовий результат

SF - знак

TF - покроковий режим

IF - дозвіл переривання

DF - напрямок

OF - переповнення

 

Прапори AF, CF, PF, SF, ZF еквівалентні відповідним прапорам ВМ80, що забезпечує сумісність ВМ86 і ВМ80.

Основні операції по обробці даних виконуються в АЛП, з яким пов'язана схема корекції результатів (СКР), яка використовується при роботі з даними, що представлені у двійково-десяткових кодах.

Зв'язок внутрішніх вузлів МП із шиною ША/Д здійснюється через буфер шини (БШ), що складається із двонапрямлених підсилювачів із трьома стійкими вихідними станами.

Удосконалення архітектури ВМ86 пов'язано також із введенням у структуру мікропроцесора спеціального суматора (СМ) для обчислення адрес пам'яті.

Розрядність ША МП - 20. Однак для спрощення операцій зберігання й пересилання адресної інформації процесор маніпулює 16-розрядними логічними адресами, до яких відносяться початкові (базові) адреси сегментів пам'яті й значення зсуву в цих сегментах. Зміст кожного сегментного регістра розглядається як 16 старших розрядів А19-А4 початкової адреси відповідного сегмента. Молодші розряди А3-А0 цієї адреси визначають відповідний сегмент. Невелика ємність пам'яті, виділена під один сегмент, визначається максимальним значенням 16-розрядного зсуву й становить 64К. У нескладних схемах ємністю 64К можно відмовитись від сегментації пам'яті і встановити всі сегментні регістри в нульові стани. При цьому 16-розрядна адреса зсуву буде фактично абсолютною адресою і в цьому відношенні система еквівалентна побудованій на основі ВМ80.







Дата добавления: 2022-02-05; просмотров: 64; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.027 сек.