- •Микропроцессоры и микропроцессорные системы
- •Содержание
- •Введение
- •Успехи интегральной технологии и предпосылки появления микропроцессоров
- •Основные схемотехнологические направления производства микропроцессоров
- •Характеристики микропроцессоров
- •Поколения микропроцессоров.
- •Машина пользователя и система команд
- •Архитектура 16-разрядного микропроцессора
- •Система команд i8086
- •Общая структура мпс
- •Структура микропроцессора и интерфейсные операции
- •Внутренняя структура
- •Командный цикл микропроцессора.
- •Машинные циклы и их идентификация.
- •Реализация микропроцессорных модулей и состав линий системного интерфейса
- •Внутренняя структура
- •Машинные циклы i8086 в минимальном и максимальном режимах
- •Структура микропроцессорных модулей на базе микропроцессора i8086
- •Подсистема памяти мпс
- •Распределение адресного пространства
- •Регенерация динамической памяти
- •Подсистема ввода/вывода мпс
- •Подсистема параллельного обмена на базе буферных регистров
- •Контроллер параллельного обмена к580вв55
- •Последовательный обмен в мпс
- •Универсальныйпоследовательный приемопередатчик кр580вв51
- •Подсистема прерываний мпс
- •Внутренние и внешние прерывания
- •Функции подсистемы прерываний и их реализация
- •Контроллеры прерываний
- •Подсистема прямого доступа в память мпс
- •Контроллер прямого доступа в память к580вт57
- •Высокопроизводительный 32-разрядный контроллер пдп 82380
- •Архитектура контроллера 82380
- •Интерфейс с главным процессором.
- •Функции контроллера пдп
- •Программируемый контроллер прерываний
- •Программируемые интервальные таймеры
- •Контроллер регенерации динамического озу
- •Генератор с состоянием ожидания
- •Сброс центрального процессора
- •Размещение карты регистров
- •Интерфейс с микропроцессором
- •Сигналы сопряжения с микропроцессором 80386
- •Синхронизация шины контроллера 82380
- •Конвейеризация адресов
- •Организация мпс на базе секционированных бис
- •Арифметико-логические секции
- •Секции управления и устройства управления
- •Эволюция структур сфам.
- •Секции управления адресом микрокоманд серии к1804.
- •Организация управляющего автомата
- •Структура устройств обработки данных
- •Мпс с одно- и двухуровневым управлением
- •Расширение архитектурыAm2900
- •Базовый процессорный элемент к1804вм1
- •Организация основных блоков
- •Система инструкций
- •Однокристальные микроЭвм
- •Однокристальные микро-эвм к1816ве48/49/35
- •Структура омэвм
- •Элементы архитектуры омэвм
- •Порты ввода/вывода
- •Система команд омэвм
- •Расширение ресурсов омэвм
- •Однокристальная микроЭвм к1816ве51
- •Семейство однокристальных эвмmcs-51
- •Структура микро-эвм к1816ве51
- •Архитектурные особенности микро-эвм
- •Организация внутренней памяти данных.
- •Машинные циклы и синхронизация микро-эвм
- •Внешние устройства микро-эвм
- •Описание последовательного порта.
- •Таймеры-счетчики
- •Подсистема прерываний
- •Система команд
- •Системы проектирования и отладки мпс
- •Проблемы и особенности отладки мпс
- •Особенности отладки мпс на разных этапах ее существования.
- •Статические отладчики
- •Логические анализаторы
- •Сигнатурные анализаторы
- •Идея сигнатурного анализа
- •Оборудование сигнатурного анализа и требования к проверяемой схеме
- •Системы проектирования мпс
- •Внутрисхемные эмуляторы
- •Литература
Курский государственный технический университет
Кафедра вычислительной техники
Курс лекций по дисциплине
Микропроцессоры и микропроцессорные системы
Курск, 2003
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 10
2.1. 8-разрядный микропроцессор 10
2.2. Архитектура 16-разрядного микропроцессора 15
3. Общая структура МПС 20
4. Структура микропроцессора и интерфейсные операции 22
4.1. 8-разрядный микропроцессор 22
4.1.1. Внутренняя структура 22
4.1.2. Командный цикл микропроцессора. 23
4.1.3. Машинные циклы и их идентификация. 23
4.1.4. Реализация микропроцессорных модулей и состав линий системного интерфейса 25
4.2. 16-разрядный микропроцессор 28
4.2.1. Внутренняя структура 29
4.2.2. Машинные циклы i8086 в минимальном и максимальном режимах 32
4.2.3. Структура микропроцессорных модулей на базе микропроцессора i8086 35
5. Подсистема памяти МПС 41
5.1. Распределение адресного пространства 41
5.2. Регенерация динамической памяти 43
6. Подсистема ввода/вывода МПС 48
6.1. Подсистема параллельного обмена на базе буферных регистров 48
6.2. Контроллер параллельного обмена К580ВВ55 48
6.3. Последовательный обмен в МПС 54
6.3.1. Универсальный последовательный приемопередатчик КР580ВВ51 54
7. Подсистема прерываний МПС 60
7.1. Внутренние и внешние прерывания 60
7.2. Функции подсистемы прерываний и их реализация 60
7.3. Контроллеры прерываний 62
8. Подсистема прямого доступа в память МПС 68
8.1. Контроллер прямого доступа в память К580ВТ57 68
9. 32-разрядная архитектура 72
9.1. Высокопроизводительный 32-разрядный контроллер ПДП 82380 72
9.1.1. Архитектура контроллера 82380 72
9.1.2. Функции контроллера ПДП 74
9.1.3. Программируемый контроллер прерываний 77
9.1.4. Программируемые интервальные таймеры 78
9.1.5. Контроллер регенерации динамического ОЗУ 79
9.1.6. Генератор с состоянием ожидания 80
9.1.7. Сброс центрального процессора 81
9.1.8. Синхронизация шины контроллера 82380 86
10. Организация МПС на базе секционированных БИС 87
10.1. Арифметико-логические секции 88
10.2. Секции управления и устройства управления 95
10.2.1. Эволюция структур СФАМ. 95
10.2.2. Секции управления адресом микрокоманд серии К1804. 98
10.2.3. Организация управляющего автомата 100
10.3. Структура устройств обработки данных 100
10.4. МПС с одно- и двухуровневым управлением 103
10.5. Расширение архитектуры Am2900 105
10.5.1. Базовый процессорный элемент К1804ВМ1 105
11. Однокристальные микроЭВМ 119
11.1. Однокристальные микро-ЭВМ К1816ВЕ48/49/35 119
11.1.1. Структура ОМЭВМ 119
11.1.2. Элементы архитектуры ОМЭВМ 120
11.1.3. Порты ввода/вывода 122
11.1.4. Система команд ОМЭВМ 123
11.1.5. Расширение ресурсов ОМЭВМ 126
11.2. Однокристальная микроЭВМ К1816ВЕ51 128
11.2.1. Семейство однокристальных ЭВМ MCS-51 128
11.2.2. Структура микро-ЭВМ К1816ВЕ51 128
11.2.3. Архитектурные особенности микро-ЭВМ 129
11.2.4. Организация внутренней памяти данных. 131
11.2.5. Машинные циклы и синхронизация микро-ЭВМ 132
11.2.6. Внешние устройства микро-ЭВМ 133
11.2.7. Описание последовательного порта. 135
11.2.8. Таймеры-счетчики 138
11.2.9. Подсистема прерываний 140
11.2.10. Система команд 142
12. Системы проектирования и отладки МПС 146
12.1. Проблемы и особенности отладки МПС 146
12.1.1. Особенности отладки МПС на разных этапах ее существования. 147
12.2. Статические отладчики 148
12.3. Логические анализаторы 149
12.4. Сигнатурные анализаторы 156
12.4.1. Идея сигнатурного анализа 156
12.4.2. Оборудование сигнатурного анализа и требования к проверяемой схеме 157
12.5. Системы проектирования МПС 159
12.5.1. Внутрисхемные эмуляторы 161
Литература 163