Базовый комплект БИС серии КР580

Интерфейс однокристального МП, как правило, не обеспечивает его непосредственного соединения с системной магистралью по ряду причин. Во-первых, состав шин и логика управления обменом интерфейса МП и системной магистрали отличаются. Во-вторых, однокристальные МП имеют малые токовую и емкостную нагрузки. Это объясняется ограничениями, накладываемыми на максимальную рассеиваемую мощность кристалла (обычно 1,5—2 Вт). Кроме того, выходные буферы МП ВМ80 обеспечивают токовую нагрузку I₀_L до 1,6 мА и емкостную C_L до 100 пФ, что недостаточно для больших систем.

Таким образом, для построения законченного модуля ЦП требуются дополнительные схемы. Важнейшими среди них являются ГТИ, системный контроллер, буферные регистры и шинные формирователи.

Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24. Структура ГТИ и его условное обозначение приведены на рис. 2.9, временные диаграммы работы схемы—на рис. 2.10.

Рис. 2.9. Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24: а—структурная схема; б—условное графическое обозначение

Рис. 2.10. Временные диаграммы работы генератора тактовых импульсов КР580ГФ24

Выводы XTAL1 и XTAL2 служат для подключения кварцевого резонатора, а вывод TANK—для выбора его гармоники. Выход генератора буферизирован и выведен на линию OSC так, чтобы другие устройства МС могли его использовать. Основой схемы является делитель на 9, поэтому частота кварцевого резонатора должна быть в 9 раз больше, чем частота следования импульсов Ф1, Ф2. Частота кварцевого резонатора определяется быстродействием МС и лежит в пределах 4,5—22,5 МГц. При OSC = 22,5 МГц период следования синхроимпульсов Ф1 и Ф2 (длительность микротакта) 400 нс, что соответствует нижней границе диапазона, допустимого для МП ВМ80.

В состав схемы КР580ГФ24 входят также логические цепи для генерации строба (Status Strobe), синхронизации сигнала RDYIN (Ready Input) и формирования мощного выхода RESET, служащего для аппаратного сброса МС в исходное состояние.

Системный контроллер и формирователь шины КР580ВК28/ВК38. Специальная БИС типа КР580ВК28/ВК38 представляет собой системный контроллер и формирователь шины данных для МС на базе МП ВМ80. Схема формирует базовый набор управляющих стробов магистрали типа И41 [33] и обеспечивает двунаправленную буферизацию шины данных МП от основной памяти и устройств ВВ. В БИС использована биполярная ТТЛШ-технология, гарантирующая небольшие задержки и высокую нагрузочную способность.

Структурная схема системного контроллера КР580ВК28/ВК38 и его условное графическое обозначение приведены на рис. 2.11. Двунаправленный 8-разрядный шинный формирователь обеспечивает выход DB7—DB0 со стороны системной магистрали с током нагрузки до 10 мА и емкостью нагрузки до 100 пФ, а также изолирует шину данных МП D7—D0 от системной. Задержка, вносимая формирователем в шину данных, не превышает 40 нс. Формирователь выполнен по схеме с тремя состояниями.

Рис. 2.11. Системный контроллер КР580ВК28/38:

а—структурная схема; б—условное графическое обозначение

В состав контроллера входит регистр-защелка, который но стробу фиксирует слово состояния SW, выдаваемое МП в начале каждого машинного цикла. Слово состояния определяет тип текущего машинного цикла в соответствии с табл. 2.6, в зависимости от которого логическая схема контроллера формирует один из пяти управляющих стробов системной магистрали: , , , , , также указанных в табл. 2.6. Временные диаграммы их генерации приведены на рис. 2.12 и зависят от длительности стробов DBIN и WR микропроцессора. Системный контроллер КР580ВК38 (ВК38) в отличие от КР580ВК28 (ВК28) формирует опережающие стробы и (см. § 1.3).

Рис. 2.12. Временные диаграммы работы системного контроллера КР580ВК28/ВК38

Строб обычно используется для выбора порта вектора прерывания, изолированного от пространства ВВ. В МС, где требуется только один вектор прерываний, устройство КР580ВК28/ВК38 может автоматически в необходимый момент времени выдать команду RST 7 на шину данных D7—D0 без каких-либо дополнительных логических схем. Для этого выход следует соединить с источником питания +12 В через резистр сопротивлением 1 кОм.

Трехстабильные выходные буферы шины данных и управляющих сигналов открываются асинхронно входным сигналом . При = 1 буферы находятся в состоянии с высоким выходным сопротивлением.

Буферный регистр КР580ИР82/ИР83. Выполненный по биполярной технологии буферный регистр КР580ИР82/ИР83 используется в качестве 8-разрядного фиксатора или буфера. На рис. 2.13 представлены схема и условное обозначение регистра КР580ИР82, в отличие от которого регистр КР580ИР83 имеет инверсную выходную шину.

Рис. 2.13. Буферный регистр КР580ИР82: а—структурная схема; б—условное графическое обозначение

Рис. 2.14. Временные диаграммы работы регистров КР580ИР82/ИР83

Рис. 2.15. Шинный формирователь КР580ВА86: а—структурная схема; б—условное графическое обозначение

Рис. 2.16. Временные диаграммы работы формирователей КР580ВА86/ВА87

Основой схемы является 8-разрядный регистр-защелка со статическим синхро-входом STB (Strobe). Запись данных в регистр разрешена при STB = 1. В противном случае регистр находится в режиме хранения. На выходе регистра имеется трехстабильный буфер, управляемый сигналом (Output Enable). Буфер обеспечивает выходной ток до 32 мА и емкость нагрузки до 300 пФ. Если управляющий сигнал активен, то данные регистра передаются на выход микросхемы. При = 1 выходной буфер закрыт и находится в высокоомном состоянии. Временные диаграммы работы регистров представлены на рис. 2.14.

Шинный формирователь КР580ВА86/ВА87. Биполярная микросхема КР580ВА86/ВА87 предназначена для реализации 8-разрядных одно- и двунаправленных буферных схем с тремя состояниями на выходе. На рис. 2.15 приведены структурная схема и условное графическое обозначение БИС КР580ВА86. Формирователь КР580ВА87 отличается тем, что имеет инвертирующие буферы.

Трехстабильные буферные схемы выбираются только при низком уровне напряжения на линии . При этом, если на входе Т (Transmitter) высокий уровень напряжения, то открывается буфер для передачи из канала А в В. В противном случае осуществляется передача в обратном направлении. Временные диаграммы работы буфера представлены на рис. 2.16.

Восьмиразрядные каналы А и В шинного формирователя не эквивалентны. Так, если со стороны канала А ток нагрузки не должен превышать 16 мА, а емкость нагрузки 100 пФ, то со стороны канала В обеспечивается более высокая нагрузочная способность: максимальный ток нагрузки 32 мА, емкость нагрузки не более 300 пФ.