И В. С. Ямпольсний о основы автоматики и электронно- вычислительной техники нститутов

Номер такта и Выполняе­мые 3 нем микрокоманды

ТЗ

Т4 Т5

Т2

Т1

Адрес из СТК->■ РА ША, формируется синхросигнал нача ла цикла - С, на ШД -*■ байт управления.

[одержимое СТК увеличивается на 1; анализируются сигналы ГТ и ЗЛ : если ГТ’1,то переход к ТЗ.если ТТ‘0.то пере­ход в режим ожидания.

Ввод или вывод ин/рормации через ШД в (из) МП. В первом цикле в РК записывается пер­вый байт команды.

выполняются действия над операндами внутри МП, без обращения к другим устройствам.





довольно скромно. Сейчас имеются МП со значительно большей разрядностью, объемом адресуемой памяти и скоростью выполнения операций.
§ 6.6. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ КОМПЛЕКТЫ
Вычислительная микропроцессорная система (МПС) включает в свой состав МП, генератор тактовых импульсов (ГТИ), ЗУ ко­манд и данных (ПЗУ и ОЗУ), а также набор вспомогательных микросхем, обеспечивающих взаимодействие МП с внешними устрой­ствами. Стремление упростить разработку МПС привело к созданию микропроцессорных комплектов (МПК) из БИС различного функ­ционального назначения, имеющих совместимые электрические, кон­структивные и эксплуатационные параметры. Существует несколько направлений развития МПК- Наиболее перспективны (в настоящее время) следующие.
а) Универсальные МПК- Развитые МПК ограниченной разряд­ности, позволяющие создавать разнообразные по назначению МПС. Включают в свой состав БИС, организующие работу с внешними УВВ.
б) Секционные МПК- Имеют микропроцессорные секции с малой разрядностью (2, 4, 8 бит) и возможностью наращивания этих секций для получения процессора с любой заданной разрядностью. Имеют микропрограммную организацию, что позволяет реализовать произвольную систему команд. Ис­пользуются при создании высокопроизводительных уни­версальных м специализированных вычислительных си­стем.
в) Однокристальные микроЭВМ. Содержат в одном корпусе МП, ГТИ, ОЗУ, ПЗУ и каналы ввода — вывода. Используются в основном в качестве контроллеров (управляющих ЭВМ). Основными характеристиками МПК являются:

• 
  разрядность обрабатываемых данных, которая может быть фиксированной (8, 16 бит) и наращиваемой;
  
• 
  быстродействие, определяемое временем цикла. В основном зависит от технологии и меняется от 30 мкс (р-МДП) до
  

0. 
   1 мкс (ТТЛШ, ЭСЛ);
   

• 
  число основных команд или микрокоманд (чем оно больше, тем проще составлять программы);
  
• 
  адресуемая емкость памяти (зависит от разрядности адресной шины);
  
• 
  электрические параметры: потребляемая мощность, номиналь­ные значения напряжений источников питания, уровни логи­ческих 0 и 1, значения входных и выходных токов;
  
• 
  состав комплекта — от одной (однокристальная ЭВМ) до не­скольких десятков БИС. В состав комплекта входят как микросхемы, без которых невозможно построение МПС, так и «сервисные» БИС, без которых можно было бы обойтись, но которые значительно улучшают параметры МПС;
  
• 
  программное обеспечение, которое может быть использовано с данным МПК- Наличие развитого и удобного программно­го обеспечения (языки высокого уровня, управляющие и обслуживающие программы — трансляторы, редакторы, за­грузчики) в настоящее время становится определяющей ха­рактеристикой при выборе того или иного МПК при созда­нии конкретных МПС.
  

Характеристики некоторых МПК приведены в таблице 6.4.
Таблица 6.4

Характеристика	Тип МПК
	536	588	580	159 1802 1804	583	1810
Разрядность,
бит (Н — наращиваемая)	8	8Н	8	(2—4)Н	8Н	16
Время цикла, мкс	30	1,5	2,0	0,15	1,0	0,4
Число команд
(микрокоманд)	168	(168)	78	(512)	(256)	135
Мощность, по­
требляемая -
МП, мВт	70	10	750	1200	2800	1750
Напряжение	— 24		+6
питания, В	+ 1,2	5	+ 12	5	5	5
Технология	р-МДП	КМДП	МДП	ТТЛШ	И^2Л	п-МДП
Число БИС				10
(по состоянию на	14	8	24	13	14	7
1986 г.)				5
Зарубежный				3000
аналог	—		8080	2900	—	8086

МПК серии К536 предназначены для построения микроЭВМ семейства «Электроника-С5». Эти микроЭВМ используются в систе­мах управления технологическими процессами, в измерительных и коммутационных системах связи.
МПК серии К588 имеют чрезвычайно низкую потребляемую мощность (в статическом режиме— 1 мВт), полную совмести­мость с ТТЛ сериями и высокую гибкость, обусловленную микро­программным управлением. Например, в состав серии входят БИС микропрограммного управления, реализующие систему команд мик­роЭВМ типа «Электроника-60» и «Электроника-НЦ».
Наиболее удачными МПК, выполненными по ТТЛШ технологии, являются серии К589, К1802 и К1804, которые могут использо­ваться совместно, хорошо дополняют друг друга. Высокое быстро­действие и микропрограммное управление позволяют создавать на их базе разнообразные вычислительные системы с повышенным быстродействием.
Очень широкое распространение получил МПК серии К580. В него входит большое число «сервисных» БИС, обеспечивающих простое взаимодействие с разнообразными внешними устройствами (табл. 6.5). Для МПС на основе этого комплекта создано раз-

Состав МПК серий 580 и 1810

КР520 (К580)	Функциональное назначение	К1810
ГФ24 ВК28, ВК38 ИК51, ВВ51 ИК53, ВИ53 ИК55, ВВ55 ИК57, ВТ57 ИК59, ВН59 ВГ75 ИК80, ВМ80 ИК80А ИР82, ИР83 ВА86, ВА87 ВВ79 ВГ18	Генератор тактовых сигналов Системный контроллер и шинный форми­рователь Программируемый последовательный интерфейс связи Программируемый таймер Программируемый параллельный интерфейс Программируемый контроллер прямого доступа к памяти Программируемый контроллер прерываний Программируемый контроллер электронно­лучевой трубки Центральный процессорный элемент Буферный регистр Шинный формирователь Программируемый системный контроллер Арбитр системной шины Программируемый контроллер клавиатуры и индикации Контроллер шин	ГФ84 ВН59А ВМ86 ИР82, ИР83 ВА86, ВА87 ВК88 ВБ89

витое программное обеспечение. Поэтому данный комплект является основой многих персональных микроЭВМ («Ириша», «Радио-86», «Корвет» и др.), в том числе и предназначенных для исполь­зования в школах. В то же время центральный процессорный элемент этого МПК (разработан в 1974 г.) имеет относительно невысокое быстродействие (тактовая частота 2...2,5 мГц), только восьмиразрядную организацию и требует для своей работы три источника питания (все остальные БИС комплекта работают от одного пятивольтового источника). В связи с этим был разра­ботан МПК серии 1810, включающий в себя однокристальный высокопроизводительный 16-разрядный микропроцессор типа 1810ВМ86, аппаратно и программно совместимый с периферийными и контроллерными БИС серии 580. Основные характеристики этого процессора.
Число разрядов — 16
Максимальное быстродействие — до 2,5 млн. операций/с
Число основных команд— 135
Адресуемая память — до 1 Мбайт (1.048.576 байт)
Число адресуемых УВВ — до 64 К .
Напряжение питания — 5 В
Потребляемая мощность— 1,75 Вт
Рассмотрим назначение наиболее широко применяемых «сервис­ных» БИС МПК серии 580.