БЛОКИ МІКРОПРОГРАМНОГО УПРАВЛІННЯ
Методичні вказівки до лабораторної роботи №3
З курсу “Комп’ютери та мікропроцесорні системи”
для студентів базової вищої освіти за
напрямком 97.08.04 “Комп’ютерні науки”
Укладачі: Ткаченко Р.О., доц., к.т.н.
Цмоць І.Г., доц., к.т.н.
Струк Є.С., доц., к.т.н.
Батюк А.С., доц., к.т.н.
Редагування здійснене у видавництві Державного університету “Львівська політехніка”
Редактор Губарєва О.М.
Компю’терне складання та арижування
здійснене на кафедрі АСУ
Компю’терна верстка Бохонко А.С.
Формат 60×84 1/16. Папір офсетний. Умовн. Друк. Арк.. 0,75
Умовн. фарбо-відб. 0,7
Тираж 20 прим
Міністерство освіти України
Державний університет “Львівська політехніка”.
БЛОКИ МІКРОПРОГРАМНОГО
УПРАВЛІННЯ
Методичні вказівки до лабораторної роботи №3
З курсу “Комп’ютери та мікропроцесорні системи”
для студентів базової вищої освіти за
напрямком 97.08.04 “Комп’ютерні науки”
Затверджено
на засіданні кафедри АСУ
Протокол №6-99/2000
від 6 квітня 2000р.
Львів-2000
Блоки мікропрограмного управління. Методичні вказівки до лабораторної роботи № 3 з курсу “Комп’ютери та мікропроцесорні схеми” для студентів базової вищої освіти за напрямком 97.08.04 “Комп’ютерні науки” Львів, ДУ “Львівська політехніка”, 2000р.
Укладачі: Ткаченко Р.О., доц., к.т.н.
Цмоць І.Г., доц., к.т.н.
Ст.рук Є.С., доц., к.т.н.
Батюк А.С., доц., к.т.н.
Відповідальний за випуск: Дронюк І.М., доц., к.ф.-м.н.
Рецензент: Різник В.В., проф., д.т.н.
Блоки мікропрограмного управління. Методичні вказівки до лабораторної роботи №___ по дисципліні “ЕОМ та мікропроцесори” для студентів спеціальності 6.08.04 “Комп’ютерні науки”
Укладачі: Ткаченко Р.О., доц., к.т.н.
Цмоць І.Г., ст. викладач, доц., к.т.н.
Відповідальний за випуск:
Рецензент:
Комп’ютерна верстка: Вологін М.А., Олійник В.С.
інформації до стеку проводиться з лічильника мікрокоманд по тактовому сигналу CLK. Лічильник мікрокоманд виконаний у вигляді 4-розрядного регістру і схеми приросту і призначений для зберігання та перетворення інформації, що поступає з виходу блоку виборки адреси. Управління лічильником мікрокоманд здійснюється сигналом CI “Вхід переносу”. При встановленні на CI напруги високого рівня до лічильника мікрокоманд за переднім фронтом сигналу CLK буде записуватися адреса, яка являє собою вихідну адресу мікрокоманди, збільшену на 1.
2. Порядок виконання роботи
2.1. Вивчити структурну схему ВІС 1804ВУ2, призначення виводів і режими роботи.
2.2. Установити ВІС 1804ВУ2 на комутаційне поле і зробити комутацію згідно схеми рис.
2.3. Виміряти напругу живлення(Uж=+5В).
2.4. Включити живлення стенду і перевірити за допомогою осцилографа подачу сигналів на інформаційні керуючі виходи.
2.5. Перевірити зв'язок між виходами і індикацією.
2.6. Користуючись табл. 1, 2, 3 дослідити роботу ВІС 1804ВУ2 в режимах:
а) отримання адреси з вхідної шини;
б) регістра адреси;
в) лічильника мікрокоманд;
г) стеку.
2.7. Порівняти отриманий результат з теоретичним.
Табл.1 Табл.2
Код на входах
Вибір джерела адреси
S1
S2
0
0
1
1
0
1
0
1
Лічильник мікрокоманд
Регістр адреси
Стек
Вхідна шина
Код на входах
Y0+Y3
ZA
EY
X
0
1
1
0
0
HZ
0
Інформація з виводів блоку виборки адреси
Управління буфером адреси і установка виходів мікросхеми в нуль здійснюється згідно табл.2. Регістр адреси являє собою 4-розрядний регістр, побудований на тригерах D-типу. Запис інформації в регістр адреси відбувається за переднім фронтом тактового сигналу CLK при наявності напруги низького рівня на вході WR “Запис”. Стек, що складається з вказівника стеку, нагромаджувача стеку 4×4 і схеми запису/зчитування, призначений для зберігання адреси мікрокоманди та забезпечує перехід з поверненням при виконанні мікропрограми. Стек організований за принципом пам’яті “магазинного” типу і може працювати в трьох режимах в залежності від стану керуючих сигналів FE “Дозвіл стеку” та PUP “Управління стеком”(див. табл. 3):
Табл.3
Код на входах
Вибір джерела адреси
S1
S2
0
0
1
1
0
1
0
1
Лічильник мікрокоманд
Регістр адреси
Стек
Вхідна шина
читання без зміни стану вказівника стеку; запис адреси мікрокоманди з збільшенням стека на 1; видача адреси мікрокоманди з зменшенням вказівника стеку на 1. Запис
Мета роботи: вивчити побудову секціонного блоку мікропрограмного управління К1804ВУ2 та дослідити його роботу.
1. Загальні положення.
1.1 Мікропрограмні автомати.
При описувані функціонування різних засобів обчислювальної техніки дуже часто використовується їх представлення в вигляді сукупності автомата управління і операційного. До операційного автомата відносяться пристрої, які виконують деякі операції. Автомати управління координують дії операційних пристроїв, визначають послідовність обробки інформації. Задачею автоматів управління є формування, розподілення в часі послідовностей сигналів управління, під дією яких в операційному автоматі виконуються операції:
елементарний неділимий акт обробки інформації в операційному автоматі, що проходить на протязі одного такту, називається мікрооперацією. Прикладами мікрооперацій можуть бути “Зсув інформації”, “+1”,”-1” і т.д. Коли в операційному автоматі одночасно реалізуються декілька мікро операцій, то така множина мікрооперація називається мікрокомандою. Мікрооперації генеруються вхідними сигналами автомату управління, а їх послідовність в часі визначається функціями переходу. Сукупність мікрокоманд і функцій переходу утворюють мікропрограму.
1.2. Секційний блок мікропрограмного управління К1804ВУ2
Специфічною особливістю секціонних комплектів є організація пристроїв управління на основі великих інтегральних схем(ВІС) блоку мікро програмного управління та набору ВІС постійних ЗП. Це дозволяє легко адаптувати мікроЕОМ та контролери до специфіки задач, що розв’язуються, але додає важкий етап їх розробки – створення та від лагодження мікропрограмного математичного забезпечення. Для широко кола споживачів основну складність представляє вибір алгоритмів та написання мікропрограм обчислення часомістких операцій.
В функції мікропрограмного пристрою управління входить задання управляючих кодів для всіх вузлів мікроЕОМ в кожному такті їх роботи. Тому при розробці лістінга ПЗП програміст повинен скласти програму, що керує всіма ВІС, що входять у склад системи.
Мікропроцесорний комплект (МПК) серії КМ1804 виконаний на основі біполярної технології ТТЛШ і призначений для побудови швидкодіючих обчислювальних пристроїв, контролерів, мікроЕОМ з різними системами команд, вимірювальних систем.
Можливість паралельного нарощення розрядності, мікропрограмний спосіб управління, сумісність з ТТЛ- та ТТЛШ-серіями дозволяють використовувати даний МПК в якості елементної бази для розробок найрізноманітного призначення.
Всі мікросхеми, що входять в МПК серії КМ1804, призначені для роботи в діапазоні температур -10…+700С та напруги живлення 5В±5%.
Параметри схеми управління адресою мікрокоманди КМ1804ВУ2
Кількість каналів вводу інформації……………………1
Кількість каналів виводу інформації………..…………1
Кількість каналів вводу і виводу інформації………….1
Об’єм пам’яті, що адресується, слів……………..……24n
Час передачі інформації від входу тактового сигналу до виходу, нс…………………………………………...………≤102
Споживана потужність, мВт………………...………≤683.
Примітка: n—кількість мікросхем, що використовується.
Мікросхема КМ1804ВУ2 виконана у металокерамічному корпусі типу 2140Ю.20-2.
Мікросхема КМ1804ВУ2 призначена для формування адреси мікрокоманди, що підлягає виконанню, і використовується для створення мікропрограмних пристроїв управління.
Структурна схема КМ1804ВУ2 представлена на рис.1. Розглянемо призначення основних вузлів і принцип їх взаємодії. Основним елементом блоку виборки адреси є мультиплексом, на вхід якого подається інформація з різних джерел: регістру адресів, стеку, лічильника мікрокоманд, шини даних D0-D3. Вибір джерела для формування адреси здійснюється сигналами S0, S1 “Вибір адреси”, згідно табл.1.