Ma’ruza. Mikroprotsessor tuzilish interfeysi. Reja

ma’ruza. MIKROPROTSESSOR TUZILISH INTERFEYSI.


Reja

1. 
   Kirish - chikish portlari. Kirish - chikish sxema variantlari. Kirish- chщish portlarini xotira yacheykasi sifatida adreslash.
   
2. 
   Dasturlarni uzish. Bosh xotirapi interfeys. Dinamik xotira tuzilishi.
   
3. 
   Regenaratsiya sxemalari. Xotiraga tugridan-tugri kushilish.
   

Hozirgi zamon ilm-texnika taraqqiyoti KIS-mikroprotsessorlarning ishlab chiqarilishi bilan bog‘liqdir. Axborot ustida arifmetik va mantiqiy operatsiyalarning tugallangan ketma-ketligini bajaradigan qurilma mikro-protsessor deb ataladi. SHuningdek mikroprotsessor axborotni xotirada saqlab, uni tashqi qurilma bilan almashib turadi. Uning vazifasi EXM pro-sessoriningvazifasiga o‘hshaydi, lekin imkoniyatlari unikidan kamrok

1-rasm. Mikroprotsessor (MP)ning funksional tuzilishi

Mikroprotsessor (MP)ning funksional tuzilishi va ishlash prinsipi bilan tanishib chiqamiz (6.1-rasm). MP ning kirishiga ma’lumotlar massivi D berilib, bu massivga ma’lum (x) programma asosida ishlov beriladi va chiqishda D` ma’lumotlar massivi olinadi. D massivga ishlov berish uchun MP ga ikkita asosiy qism:operatsiyalar bloki (OB) va boshqaruv bloki (BB) kiriti-ladi. OB berilgan ma’lumotlar ustida turli operatsiyalar (qo‘shish, ayirish, ko‘paytirish va hakozo) ni bajaradi. OB ning to‘g‘ri ishlashini BB ta’minlab turadi. Buning uchun BB da x programmaning bajarilish ko‘rsatmalari boshqaruvchi signal y ga aylantiriladi. OB ning holatini tekshirish uchun u0 signali hosil bo‘lib, u BB tomonidan kuzatiladi.

MP ning asosiy vazifasi biror ob’ektni (masalan, displey, SHEXM klaviaturasi, dastur asosida boshqariladigan dastgohlar va boshqalarni) boshqarishdan iborat bo‘lib, boshqarish ob’ekti (BO) bilan bog‘lanish uchun ki-ritish chiqarish qurilmasi (KCHK) ga ega. Dastur va dastlabki ma’lumotlar xo-tira qurilmasi (XK) da saqlanadi. BO dan KCHK ga uzluksiz signal beriladi.
KCHK da signal raqamli axborotga aylantiriladi va BB ga uzatiladi. Xo-tirlovchi qurilmasi, mikroprotsessor va kiritish chiqarish qurilmasidan iborat sistema mikroprotsessor sistemasi (MPS) deyiladi. MPS sistemada ahborot KCHK dan MP ga va XK ga berilishi mukmin. Bunda axborot almashi-nuvi mavjud bo‘lib, u saqlanib qolishi ham mumkin. MPS dagi barcha blok va qurilmalarning sozlanishini bir hil chastotalar generatori ishlab chiqaradi-gan sinxronlash impulslari ta’minlab beradi.
Dastur asosida ishlaydigan qurilmalarning barchasi (bir kristalli mikrokontrolerdan tortib, mikro EXM gacha)6.2-rasm, a dagi struktura sxema-si tarzida ifodalash mumkin. Bundan SIG-standart impulslar generatori; DXK-doimiy hotira qurilmasi; OXK-operativ hotira qurilmasi; ASH-adresslar shinasi; MSH-ma’lumotlar shinasi; BSH-boshqaruv shinasi.
MSH informatsiyani MP dan tashqi qurilmalarga va aksincha, tashqi qu-rilmalardan MP ga uztish uchun hizmat qiladi. BSH boshqaruv signallarni uzatish uchun hizmat qiladi.SHinalardagi li-niya (sim) lar soni MP ning turiga bog‘liq. Masalan, keng tarqalgan mikropro-sessor K580 da ASH16 ta adres liniyasi (AO-A15), MSH da 8 ta ma’lumot lini-yasi va BSH da 12 ta boshqaruv liniyasi bor. 6.2-rasmda K580 mikroprotsessori-dagi chiqish simlarining sxemasi ko‘rsatilgan. Kiritish chiqarish sxemalarida (ular portlar deb ham ataladi) ahborotni vaqt bo‘yicha ketma-ket yoki parallel uzatish mumkin.
MP, XK va KCHK lar orasida ahborot almashinuvini ta’minlab beruvchi qo‘shimcha qurilmalda va shinalar EXM interfeysini tashkil etadi.
MP da ma’lumotlar quyidagi tartibda yoziladi. t=t0 vaqtda ASH ga MP ma’lumotlar yozilishi kerak bo‘lgan OXK katagining adresini «olib chiqadi». t1 vaqtdan so‘ng BSH ga yozish liniyasiga taqiqlash signali beriladi

2 – rasm. K580 mikroprotsessoridagi chiqish simlarining sxemasi

Ahborotni o‘qish ham shu tartibda o‘tkaziladi, faqat ruxsat signali o‘qish liniyaisga beriladi. MP uchta rejim (sinxron, asinxron va hotiraga to‘g‘ri murojaat etish)da ishlatilishi mumkin. Sinxron rejimda MP ning mu-rojaatlari orasidagi vaqt bir hil va eng katta qiymatga ega. Asinxron re-jimda oldingi operatsiyalar tugashi bilan ma’lumot almashinuvi davom etadi. Xotiraga to‘g‘ri murojaat etish rejimi bajarilayotgan operatsiyani tugamasi-dan to‘htatib, xotiraga murojaat etish imkoniyatini beradi.

MP ning struktura sxemasini (6.3-rasm) batafsilroq ko‘rib chiqamiz. MP ning tarkibiga uch guruh regsitrlar kiradi. Akkumlyator A, bufer registr-lar BR1, BR2, BRM va alomatlar registri RA dan iborat bo‘lgan ma’lumotlarga ishlov berish jarayonini ta’minlab beruvchi registrlardan iborat guruh ko‘rsatmalar registri KR, ko‘rsatmalar hisoblagichi KX, hotira adresi regis-tri XAR, adresning bufer regsitri ABR dan iborat bo‘lgan ma’lumotlarga ish-lov berish jarayonini boshqaruvchi guruh va umumiy foydalanishdagi registr-lar UFR guruhi.
Operatsiyalar bloki (OB) ning asosini mantiqiy arifmetik qurilma (MAK) hosil qiladi. MAK ikki raqamga ishlov beradi. Bu raqamlarning biri
BR1 registrda ikkinchisi A akkumulyatorda joylashadi. Ishlov natijasi akku-mulyatorga kiritiladi. MP ning ishonchliligini BR2 registr ta’minlaydi.

3-rasm. MP ning struktura sxemasi.

Akkumulyatordagi raqam opreatsiya boshlanishidan oldin BR2 ga o‘tkazila-di.Raqmalar ustidagi operatsiyalar natijasi AR tomonidan baholanadi. BRM va BRA registrlar kuchaytirgichlar bo‘lib, ASH va MSH shinalar iste’molchila-rini MP bilan moslashtirish uchun hizmat qiladi.

BB da boshqaruv signallari ishlab chiqariladi. Ko‘rsatmalar registridan deshifrator (DSH) ga ko‘rsatmalar berilib, boshqaruv signallari ahamiyatini ochadi.
Y=(X1+X2)X3+X1X3 mantiqiy operatsiyani bajarish misolida MP ning ishlashini ko‘rib chiqamiz.
+ mantiqiy qo‘shishni,  mantiqiy ko‘paytirishni bildiradi. Opreatsiyani bajarish uchun YOKIYO va XAM elementlari kerak bo‘ladi. Operatsiya bajarili-shidan oldin X1→P1, X2→P2 , X3→P3 ga kiritiladi. Dastur AXK da yoziladi. Uni aniqlash uchun quyidagi programma bajarilishi kerak:
PrA R1; MKA va R2; MKA va R3; MKA va R1;
MKA va R3; CHik A KCHKi ga.
Bu erda Pr registrdagi ma’lumotni akkumulyatorga o‘tkazishni bildiradi; MK-mantiqiy qo‘shish; MK-mantiqiy ko‘paytirish. CHik A KCHKi ga –i nomerdagi chiqishga akkumulyator ichidagi ma’lumot chiqarilishini ko‘rsatadi.
Boshlang‘ich holatda KX ga OXK dagi birinchi ko‘rsatma adresi yoziladi. Birinchi ko‘rsatma 0 adres bo‘yicha yozilgan bo‘lsa, KX:=0. MP ning ishlashiga ruxsat etuvchi signal kelsa, 0 adresdagi ko‘rsatma kodi OXK dan KX ga MSH BRM, SH zanjir orqali o‘tadi. Bu oraliqda registrlar holati kuyidagicha bo‘ladi:
KX:=; XAR:=0; KX:=PrAR1.
Keyingi lahza Dsh yordamida ko‘rsatma kodi ochilib, BB boshqaruv impul-slarni ishlab chiqaradi. Registrlar tulatilgan holatga keladi:
KX:=KX+1; XAR:=R1; A:=R1.
Ko‘rsatmalar hisoblagichi 1 ga ortib, keyingi ko‘rsatma adresini aniqlaydi. XAR ga X sonning adresi beriladi (R1). Keyin akkumulyator A ga kiritiladi. SHu ikkala oraliq «tanlash-bajarish» mashina siklini hosil qiladi. Bu siklda registrlar quyidagi holatda bo‘ladi:
1. KX:=1; XAR:=1; RK:=(MKA va R2)- «tanlash»;
2. KX:=KX+1=2; XAR:=R2; BR2=A
A:=(BR1)(BR2)-bajarish
Oltinchi sikl
KX:=5; XAR:=5; RK:=(chikA-KCHKi ga)- «tanlash»
KX:=KX+1=6; XAR:=KCHKi ; KCHKi:=A- «bajarish»
Oltinchi sikl natijasida i-nomerli chiqarish qurilmasida akkumulyator-ning ichidagi ahborot paydo bo‘ladi