М9 - ОСТАНОВ - при выполнении команды останова

М10 - ПРЕРЫВАНИЕ ПРИ ОСТАНОВЕ - Если прерывание возникло после выполнения команды "останов"

Интервалы времени, кратные машинному такту работы микропроцессора и связанные с выполнением микрооперации и команды, характеризуют специальными понятиями:

– машинный цикл – интервал времени, в течение которого происходит один внешний обмен данными между МП и внешним устройством (памятью или периферийным устройством);

– командный цикл – интервал времени, в течение которого выполняется команда. Командный цикл может состоять из одного или нескольких машинных циклов.

Время выполнения команды определяется ее форматом и реализуемыми действиями. На выполнение команд в МП КР580ВМ80А расходуются от одного до пяти машинных циклов. Машинный цикл состоит из 3 – 5 тактов. Первые три такта всех машинных циклов предназначены для выполнения действий, связанных с внешним обменом между МП и адресуемым в машинном цикле внешним устройством. Такты Т4 и Т5 в машинном цикле зарезервированы для выполнения операций внутри микропроцессора. К таким операциям относятся дешифрация кода команды, необходимые внутренние передачи и преобразования данных, выполнение сдвиговых, арифметических и логических операций.

В соответствии с предложенным разработчиками принципом синхронизации работы МП легко определить число машинных циклов, затрачиваемых на выполнение любой команды. Минимальное количество машинных циклов исполнения команды определяется форматом команды и равняется числу байтов команды. Если собственно выполнение команды требует дополнительных обращений к внешнему устройству, то командный цикл увеличивается на соответствующее число машинных циклов. Например, однобайтная команда пересылки данных из регистра источника RD в регистр приемник RS (MOV RD,RS) выполняется за один машинный цикл, поскольку собственно исполнение команды не требует дополнительных внешних обращений. Трехбайтная команда вызова подпрограммы CALL ADDR выполняется за пять машинных циклов. При ее выполнении к трем машинным циклам выборки команды добавляются два машинных цикла, затрачиваемых для запоминания в стеке 16-битного адреса возврата из подпрограммы.

При реализации всего списка команд МП КР580ВМ80А используется 10 видов машинных циклов:

1. Извлечение кода команды (М1).

2. Чтение данных из памяти.

3. Запись данных в память.

4. Извлечение данных из стека.

5. Запись данных в стек.

6. Ввод данных из внешнего устройства.

7. Запись данных во внешнее устройство.

8. Цикл обслуживания прерывания.

9. Останов.

10. Обслуживание прерываний при работе МП БИС в режиме останов.

Тип выполняемого цикла МП указывает на первом такте каждого машинного цикла с помощью 8-разрядного слова состояния, выдаваемого на ШД. Значения разрядов слова состояния используются далее для формирования управляющих сигналов, действующих в течение всего текущего машинного цикла. Для сохранения на время выполнения цикла слово состояния записывается в регистр-защелку – регистр слова состояния МП. На рис. 44 приведена схема записи слова состояния.

В первом такте Т1 по переднему фронту сигнала С2 регистр адреса РА выставляет на ША адрес ячейки памяти или внешнего устройства. Одновременно с появлением адреса на ША, МП вырабатывает синхросигнал SYN, а на шину данных ШД выдает байт слова состояния МП.

В начале такта Т2 положительным фронтом импульса С1 на выходе ГТИ формируется строб STB, которым слово состояния записывается во внешний регистр слова состояния (Рг.СС). Положительным фронтом С2 заканчивается сигнал SYN и МП формирует управляющие сигналы текущего машинного цикла.

а)

б)

Рисунок 44 – Фиксация слова состояния микропроцессора

Все машинные циклы содержат такты T1, Т2, ТЗ. Такты Т4 и Т5 используются для выполнения команды. Завершив цикл M1, процессор переходит к циклу М2 выполняемой команды или к циклу M1 следующей команды, если команда одноцикловая.

12 Что такое режим «Останов»? Порядок входа и пути выхода из этого режима согласно логической структуре МП КР580.

МП работает в циклическом режиме, когда после выполнения команды, МП инициирует цикл М1 следующей команды. Остановить этот процесс можно с помощью команды останова HLT (6 тактов).

В машинном цикле М1 (Т1-Т4 такты) производится выборка и дешифрирование команды, в цикле М2 - выполнение команды. В такте Т1 цикла М2 МП выведет на шину адреса содержимое счетчика команд PC, а на шину байт состояния с установленным битом D3 - подтверждение останова. В такте Т2 по нарастающему фронту С2 с максимальной задержкой 200 нс, внутренние буферы шин адреса и данных переводятся в высокоомное состояние. По нарастающему фронту С1, в следующем такте формируется высокий уровень ожидания сигнала WI, выполнение программы прекращается.

Из состояния Останов МП выводится следующими способами:

1 Путем подачи сигнала высокого уровня на вход сброса SR с продолжительностью не менее 3 периодов синхронизации. Когда на линии SR после этого устанавливается низкий уровень, то по нарастающему фронту С1 генерируется внутренний сигнал сброса. Он загружает в PC нули и заставляет устройство управление сформировать следующий такт Т1 цикла М1.

2 Подачей сигнала высого уровня на вход запроса прерывания INT. МП реагирует на INT только если установлен внутренний триггер прерывания INTE=1. Реагируя на INT МП вводит циклМ1 выборки команды RST. Если МП остановлен и INTE=0, единственное средство запуска - вход сброса SR.

По команде останова HLT (рис. 34) в счетчик команд РС заносится адрес следующей команды и прекращается выполнение программы, при этом микропроцессор переводится в состояние «Останова». В этом состоянии выходы шин адреса и данных МП устанавливаются в состояние высокого сопротивления, и выдается сигнал WAIT. Вывести МП из состояния «Останов» можно тремя способами:

– подать на вход RESET МП сигнал лог. 1, при этом МП переходит к выполнению команды, записанной по нулевому адресу;

– подать на вход INT МП сигнал лог. 1. При разрешенных прерываниях (INTE = 1), МП под действием сигнала INT переходит в состояние «Прерывание при Останове» и приступает к выполнению программы обработки запроса прерывания. После возврата из прерывающей программы продолжается выполнение программы, начиная с команды, следующей за командой HLT;

– подать на вход HOLD МП сигнал лог. 1, при этом МП переходит в режим, обеспечивающий прямой доступ в память. После снятия сигнала HOLD МП возвращается в состояние «Останов».

Рисунок 34 – Формат команды HLT