1. Временные диаграммы машинных циклов микропроцессора при чтении и записи

Эти диаграммы отображают распределение во времени процессов чтения и записи данных на локальных шинах. Управление названными процессами на этих шинах микропроцессор осуществляет с помощью двух сигналов: DBIN — чтение и — запись. На системных шинах синхронизация чтения и записи осуществляется уже по четырем линиям: , , и (см. п. 1.4). Сигналы на эти линии выдает СКФ после приема кода SW (см. таблицу 2.1).

Временная диаграмма записи SW представлена на рис. 2.5. В начале первого такта (Т1) по сигналу SYNC SW записывается во внутренний регистр СКФ, после чего снимается с локальной ШД, освобождая ее для передачи информации — приема микропроцессором команды или обмена данными с другими устройствами. В соответствии с SW комбинационной схемой, находящейся внутри СКФ, к началу второго такта (Т2) выдаются сигналы , , , или , уровни которых определяет тип цикла. Так при чтении кода команды или данных из памяти L-уровень будет иметь сигнал , а при чтении информации из УВВ — и т.д. Назначение сигнала будет рассмотрено в дальнейшем.

Рис. 2.5

В следующих тактах машинного цикла непосредственно осуществляется взаимодействие микропроцессора с памятью или УВВ, обычно заключающееся в реализации циклов чтения или записи байта.

Временная диаграмма цикла чтения приведена на рис. 2.6. Согласно этой диаграмме микропроцессор осуществляет следующие действия:

• в такте Т1 выдается:

• на ША — адрес ячейки памяти или УВВ;

• на ШД — код SW;

Рис. 2.6

Рис. 2.7

• на линию SYNC — сигнал SYNC, отмечающий начало машинного цикла и сопровождающий SW;

• в такте Т2:

• если READY имеет высокий уровень, то производится переход к такту Т3;

• если READY имеет низкий уровень, то это означает, что адресуемое устройство не успевает выдать данные на ШД, в этом случае микропроцессор устанавливает сигнал ожидания готовности WAIT и вставляет между тактами Т2 и Т3 такты ожидания Т_W;

• в тактах Т_W анализируется состояние входа READY и если последний имеет высокий уровень (данные появились), то микропроцессор переходит к такту Т3;

• в такте Т3 микропроцессором производится считывание данных из памяти или УВВ по сигналам СКФ или , момент выдачи которых определяет сигнал микропроцессора DBIN (чтение).

Последующие такты обычно требуются для внутренних операций микропроцессора.

Цикл записи (см. рис. 2.7) отличается от цикла чтения следующим:

• данные для записи выдаются микропроцессором на ШД без задержки после снятия SW;

• управляющим сигналом является , по которому СКФ выдает или , синхронизирующие запись байта в память или УВВ.

Первым машинным циклом каждого командного цикла всегда является чтение — микропроцессор считывает первый байт команды, содержащий код операции (выборка команды из памяти). Далее, в зависимости от информации, полученной после расшифровки этого кода, осуществляется переход либо к циклу чтения данных из памяти или УВВ, либо к записи информации в эти устройства, а также к останову или обработке прерывания, порядок которой будет рассмотрен далее.