Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
Для передачи сигналов запроса и подтверждения прерывания между
микропроцессором и внешними устройствами или контроллером прерываний
используются соответствующие линии шины управления С.
Причинами исключений могут быть различные ошибки и нештатные ситуации,
возникающие при работе системы. Различные типы микропроцессоров
контролируют разные варианты такого рода ситуаций. Типичными причинами
исключений являются, например, использование нулевого делителя при
выполнении команды деления (деление на 0); выборка неправильного кода
команды; выход за границы разрешенного фрагмента памяти; поступление
команд, выполнение которых запрещено при данном режиме функционирования
микропроцессора и ряд других. Соответствующие причины исключений будут
рассмотрены при описании конкретных типов микропроцессоров.
Прямой доступ к памяти. Режим прямого доступа к памяти DMA (Direct Memory
Access) используется, если необходимо произвести пересылку значительного
массива информации между ОЗУ и каким-либо внешним устройством, которое
подает в систему соответствующий запрос. Реализация такой пересылки с
помощью соответствующей про-
СИСТЕМА КОМАНД И СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ ОПЕРАНДОВ
граммы обмена требует выполнения отдельной команды пересылки для передачи
каждого байта или слова. При этом необходим определенный объем памяти для
хранения программы и требуется значительное время для ее выполнения.
В большинстве современных микропроцессорных систем пересылка массивов
информации обеспечивается с помощью специальных устройств - контроллеров
DMA, которые реализуют режим прямого доступа к памяти. При поступлении
запроса от внешнего устройства контроллер выдает соответствующий сигнал
микропроцессору. Получив этот сигнал, микропроцессор завершает очередной
цикл обмена по системной шине и отключается от нее, то есть переводит
свои выводы, подключенные к шинам A, D и линиям управления ОЗУ и внешними
устройствами, в отключенное (высокоимпедансное) состояние. При этом
микропроцессор выдает контроллеру DMA сигнал разрешения на реализацию
прямого доступа. Получив этот сигнал, контроллер принимает на себя
управление системой. Он выдает на шину А адреса ячеек ОЗУ, с которыми
выполняется текущий цикл обмена, формирует необходимые сигналы,
определяющие режим работы ОЗУ (запись или считывание) и интерфейсного
устройства, через которое производится пересылка информации (ввод или
вывод).
Передача сигналов запроса и подтверждения прямого доступа к памяти между
микропроцессором и контроллером DMA производится по соответствующим
линиям шины управления С.
Предварительно контроллер DMA программируется для выполнения указанных
функций. В него вводятся начальные адреса массивов памяти в ОЗУ, с
которых начинается процесс обмена, и размеры массивов, подлежащего
пересылке. Обычно контроллер DMA обслуживает запросы от нескольких
внешних устройств, поэтому он программируется на реализацию определенного
приоритета их обслуживания в случае одновременного поступления нескольких
запросов. Программирование контроллера производится путем посылки ему
необходимых управляющих сообщений. Эти сообщения обычно предварительно
вводятся в контроллер от микропроцессора, когда он выполняет специальную
программу инициализации контроллера DMA.
1.3. СИСТЕМА КОМАНД И СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ ОПЕРАНДОВ
Большинство микропроцессоров выполняют обработку следующих типов
целочисленных данных:
• биты;
• байты;
• слова (16 разрядов);
• двойные слова (32 разряда).
Некоторые типы микропроцессоров обрабатывают также четверные слова (64
разряда), двоично-десятичные числа BCD (Binary Coded Decimal,
представление одного десятичного разряда с помощью тетрады из 4 битов,
которая называется полубайтом или нибблом), строки символов. В состав
современных высокопроизводительных микропроцессоров входят также блоки,
производящие обработку чисел, представленных в формате с плавающей точкой
(блоки FPU - Floating Point Unit), и выполняющие обработку видео- и
аудиоданных, для которых используются специальные форматы представления.
Обрабатываемые данные - операнды могут располагаться в регистрах или
памяти (ОЗУ, ПЗУ или кэш-памяти). Выборка операнда - байта, слова или
двойного слова производится в соответствии с заданным в команде номером
(именем) регистра или адресом соответствующей ячейки памяти.
97
ОСНОВЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ
При размещении в памяти команд и данных используются два варианта
расположения байтов в словах:
1) начиная с младшего байта ("Little-Endian");
2) начиная со старшего байта ("Big-Endian").
При использования размещения "Little-Endian" младший байт располагается в
ячейке памяти с меньшим адресом (рис. 1.9, а). Данный вариант размещения
реализуется в микропроцессорах, выпускаемых компаниями "Intel", AMD,
"Hitachi" и рядом других производителей. При размещении "Big-Endian"
старший байт располагается в ячейке с меньшим адресом (рис. 1.9, 6).
Такое расположение байтов обеспечивают микропроцессоры компании
