1.5 Лабораторна робота №5
ДОСЛІДЖЕННЯ ФУНКЦІОНУВАННЯ СПІВПРОЦЕСОРА
ВМ87 ТА ПРОЦЕСОРА ВМ89
1.5.1 Арифметичний співпроцесор К 1810 ВМ87.
АСП ВМ87 може оперувати даними семи різних форматів: цілих двійкових чисел, цілих двійково-десяткових чисел і чисел із плаваючою комою.
Структурна схема арифметичного співпроцесора (АСП) (рис. 5.1) містить дві відносно незалежні частини: операційний пристрій, що виконує операції, задані командою, і пристрій шинного інтерфейсу, що одержує й декодує команди, здійснює зчитування операндів з пам'яті й перетворення їх у формат ВВ, а також запис результатів у пам'ять зі зворотним перетворенням у необхідний формат. Пристрої працюють паралельно.
Операційний пристрій АСП містить групу арифметичних регістрів, модулі обробки порядку і мантиси, ПЗУ констант, регістр етикеток і блок керування.
Арифметичний співпроцесор ВМ87 може працювати тільки в парі із центральним процесором ВМ86/ВМ88. Схема розширеного процесора реалізується простим об'єднанням однойменних виводів ЦП та АСП із додатковим використанням контролера переривань ВН59А.
Для переходу в активний режим співпроцесор повинен установити момент початку виконання дій. Для цього він аналізує код стану черги команд ЦП по лініях QS1, QS0. При коді QS1 QS0 = 01, що відповідає першому байту
команди , та при значенні префікса ESC = 11011хх у першому байті команди співпроцесор переходить в активний режим.
Перейшовши в активний режим,
співпроцесор видає сигнал зайнятості
BUSY на вхід 
центрального процесора. Після цього
обидва процесори працюють паралельно.
При цьому шиною керує ЦП, і коли
співпроцесору потрібно звернутися до
пам'яті, він запитує шину по одній з
ліній 
.
Взаємодія АСП із процесором полягає в наступному:
1) процесор надсилає запит про надання шини співпроцесору у формі негативного імпульсу тривалістю, рівному одному періоду CLK;
2) під час найближчого такту Т4 або Т1 співпроцесор посилає сигнал підтвердження процесору, що запросив, що свідчить про звільнення локальної шини співпроцесором і переході його в стан очікування сигналу завершення використання шини від процесора, що запросив;
3) після завершення використання шини процесор, що запросив, посилає негативний імпульс тривалістю, рівному одному періоду CLK, співпроцесору, що у наступному такті відновляє роботу з локальною шиною.
Рисунок 5.1 - Структурна схема АСП ВМ87
1.5.2 Процесор вводу - виводу К1810ВМ89.
Мікросхема К1810ВМ89 являє собою однокристальний 20-бітовий спеціалізований процесор вводу - виводу (СПВВ), виконаний по високоякісній n-МОП технології.
Процесор К1810ВМ89 (ВМ89) використовується разом із процесорами ВМ86/ВМ88 або ВМ80. Він призначений для підвищення продуктивності систем завдяки звільненню ЦП від керування вводом-виводом при здійсненні високошвидкісних пересилань із прямим доступом до пам’яті (ПДП-пересилань). До основних функцій СПВВ ВМ89 відносяться ініціалізація і керування контролерами зовнішніх пристроїв, забезпечення гнучких і універсальних пересилань із ПДП. Процесор може працювати паралельно з ЦП одночасно по двох каналах вводу - виводу, кожний з яких забезпечує швидкість передачі інформації до 1,25 Мб/с при стандартній тактовій частоті 5 МГц. Організація зв'язку СПВВ із центральним процесором через пам'ять підвищує гнучкість взаємодії та полегшує створення модульного програмного забезпечення, що підвищує надійність розроблювальних систем.
Процесор ВМ89 має два ідентичних капала вводу - виводу. Взаємодія каналів при паралельній роботі здійснюється під керуванням вбудованої логіки пріоритетів. Процесор забезпечує 16-бітову шину даних для зв'язку з ОЗП і портами вводу - виводу. Шина адреси має 20 ліній, що дозволяє безпосередньо адресуватися до пам'яті ємністю до 1 Мбайт. Для економії числа виводів ВІС молодші 16 адресних ліній мультиплексовані в часі з лініями даних і становлять єдину локальну шину адреси/даних. Чотири старші адресні лінії аналогічно мультиплексовані з лініями стану СПВВ.
СПВВ дозволяє з’єднувати 16-и та 8-бітові шини і периферійні пристрої. При використанні ВМ89 у віддаленому режимі, користувач програмно може визначити різні функції шини СПВВ, легко сполучаючи її зі стандартною шиною Multіbus (рис.5.2).
Рисунок 5.2 - Використання СШ і ШВВ у місцевій (а) та віддаленій (б) конфігурації процесором вводу - виводу ВМ89.
Контрольні запитання
1. Призначення арифметичного співпроцесора К1810ВМ87.
2. Формат даних співпроцесора К1810ВМ87, з якими форматами чисел працює співпроцесор.
3. Функціонування арифметичного співпроцесора К1810ВМ87 та його взаємодія з процесором.
4. Структурна схема співпроцесора К1810ВМ87, для чого використовується розподіл на дві структурні частини.
5. Як відбувається переключення в активний режим та в пасивний.
6. Яку функцію виконує додаткова мікросхема К1810ВН59.
7. За допомогою яких ліній співпроцесор підключається до центрального процесору.
8. Які дії виконує співпроцесор, коли потребує звертання до пам’яті.
9. Які константи зберігаються в ПЗП констант.
10. Для чого застосовуються регістри CR, SR, EP.
11. Процесор вводу - виводу КІ810 ВМ89.
12. Структура КІ810 ВМ89.
13. Схеми включення КІ810 ВМ89.
14. Яка максимальна швидкість передачі даних СПВВ, та завдяки чому це відбувається.
15. Пояснити функціонування СПВВ та його взаємодію з процесорами ВМ86/ВМ88 і ВМ80.
16. Система команд СПВВ.