Содержание

1. Введение 4

1.1. Успехи интегральной технологии и предпосылки появления микропроцессоров.......................... 4

1.2. Основные схемотехнологические направления производства микропроцессоров....................... 5

1.3. Характеристики микропроцессоров........................................................................................................................ 6

1.4. Поколения микропроцессоров................................................................................................................................... 6

2. Машина пользователя и система команд 9

2.1. 8-разрядный микропроцессор..................................................................................................................................... 9

2.2. Архитектура 16-разрядного микропроцессора................................................................................................ 15

3. Общая структура МПС 20

4. Структура микропроцессора и интерфейсные операции 21

4.1. 8-разрядный микропроцессор................................................................................................................................... 21

4.1.1. Внутренняя структура.......................................................................................................................................... 21

4.1.2. Командный цикл микропроцессора................................................................................................................... 22

4.1.3. Машинные циклы и их идентификация............................................................................................................ 22

4.1.4. Реализация микропроцессорных модулей и состав линий системного интерфейса.......................... 25

4.2. 16-разрядный микропроцессор................................................................................................................................ 27

4.2.1. Внутренняя структура.......................................................................................................................................... 28

4.2.2. Машинные циклы i8086 в минимальном и максимальном режимах......................................................... 31

4.2.3. Структура микропроцессорных модулей на базе микропроцессора i8086.......................................... 34

5. Подсистема памяти МПС 39

5.1. Распределение адресного пространства............................................................................................................ 39

Регенерация динамической памяти............................................................................................................................... 41

6. Подсистема ввода/вывода МПС 46

6.1. Подсистема параллельного обмена на базе буферных регистров......................................................... 46

6.2. Контроллер параллельного обмена К580ВВ55................................................................................................. 46

6.3. Последовательный обмен в МПС........................................................................................................................... 52

6.3.1. Универсальный последовательный приемопередатчик КР580ВВ51...................................................... 52

7. Подсистема прерываний МПС 58

7.1. Внутренние и внешние прерывания...................................................................................................................... 58

7.2. Функции подсистемы прерываний и их реализация.................................................................................... 58

7.3. Контроллеры прерываний.......................................................................................................................................... 60

8. Подсистема прямого доступа в память МПС 66

8.1. Контроллер прямого доступа в память К580ВТ57......................................................................................... 66

9. 32-разрядная архитектура 70

9.1. Высокопроизводительный 32-разрядный контроллер ПДП 82380........................................................... 70

9.1.1. Архитектура контроллера 82380..................................................................................................................... 70

9.1.2. Функции контроллера ПДП.................................................................................................................................. 72

9.1.3. Программируемый контроллер прерываний.................................................................................................. 74

9.1.4. Программируемые интервальные таймеры................................................................................................... 75

9.1.5. Контроллер регенерации динамического ОЗУ............................................................................................... 76

9.1.6. Генератор с состоянием ожидания.................................................................................................................. 77

9.1.7. Сброс центрального процессора....................................................................................................................... 78

9.1.8. Синхронизация шины контроллера 82380....................................................................................................... 83

10. Организация МПС на базе секционированных БИС 84

10.1. Арифметико-логические секции....................................................................................................................... 85

10.2. Секции управления и устройства управления........................................................................................... 92

10.2.1. Эволюция структур СФАМ................................................................................................................................. 92

10.2.2. Секции управления адресом микрокоманд серии К1804............................................................................. 95

10.2.3. Организация управляющего автомата............................................................................................................ 97

10.3. Структура устройств обработки данных...................................................................................................... 97

10.4. МПС с одно- и двухуровневым управлением........................................................................................... 100

10.5. Расширение архитектуры Am2900.................................................................................................................. 102

10.5.1. Базовый процессорный элемент К1804ВМ1................................................................................................ 102

11. Однокристальные микроЭВМ 115

11.1. Однокристальные микро-ЭВМ К1816ВЕ48/49/35...................................................................................... 115

Структура ОМЭВМ............................................................................................................................................................ 115

11.1.2. Элементы архитектуры ОМЭВМ................................................................................................................... 116

11.1.3. Порты ввода/вывода.......................................................................................................................................... 118

11.1.4. Система команд ОМЭВМ.................................................................................................................................. 119

11.1.5. Расширение ресурсов ОМЭВМ......................................................................................................................... 122

11.2. Однокристальная микроЭВМ К1816ВЕ51.................................................................................................... 124

11.2.1. Семейство однокристальных ЭВМ MCS-51................................................................................................. 124

11.2.2. Структура микро-ЭВМ К1816ВЕ51............................................................................................................... 124

11.2.3. Архитектурные особенности микро-ЭВМ.................................................................................................... 125

11.2.4. Организация внутренней памяти данных...................................................................................................... 127

11.2.5. Машинные циклы и синхронизация микро-ЭВМ.......................................................................................... 128

11.2.6. Внешние устройства микро-ЭВМ................................................................................................................... 129

11.2.7. Описание последовательного порта.............................................................................................................. 131

11.2.8. Таймеры-счетчики............................................................................................................................................... 134

11.2.9. Подсистема прерываний................................................................................................................................... 136

11.2.10. Система команд.............................................................................................................................................. 138

12. Системы проектирования и отладки МПС 142

12.1. Проблемы и особенности отладки МПС...................................................................................................... 142

12.1.1. Особенности отладки МПС на разных этапах ее существования........................................................ 143

Статические отладчики...................................................................................................................................................... 144

12.3. Логические анализаторы................................................................................................................................... 145

12.4. Сигнатурные анализаторы............................................................................................................................... 150

12.4.1. Идея сигнатурного анализа............................................................................................................................... 150

12.4.2. Оборудование сигнатурного анализа и требования к проверяемой схеме.......................................... 151

Системы проектирования МПС....................................................................................................................................... 153

12.5.1. Внутрисхемные эмуляторы............................................................................................................................... 155

Литература 157