Разработка общей структуры микроэвм

Функциональный состав

Согласно заданию, шина данных ограничена 8 битами, а шина адреса ограничена 10 битами. Тип адресации памяти — регистрово-косвенная. При косвенно-регистровой адресации искомый операнд берется из памяти или отправляется в память, но адрес не фиксируется жестко в команде, как при прямой адресации, а находится в регистре. Если адрес используется таким образом, он называется указателем. Преимущество косвенной адресации состоит в том, что можно обращаться к памяти, не имея в команде полного адреса.

В ходе разработки микроЭВМ была составлена функциональная схема, представленная на рисунке 1.1. Исходя из полученной схемы, рассмотрим более подробно компоненты, которые формируют данное устройство.

Рисунок 1.1 — Функциональная схема разрабатываемой микроЭВМ.

Функциональными блоками микроЭВМ являются: синхронные ПЗУ данных и команд, синхронные ОЗУ, регистры общего назначения, АЛУ, устройство управления, контроллер прямого доступа к памяти, контроллер прерываний.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — энергонезависимый тип памяти, позволяющий постоянно хранить данные, внесенные на этапе прошивки. Данный тип памяти — только для чтения. В ПЗУ — основная программа микроЭВМ. Считывание происходит асинхронно по изменению состояния адресных входов.

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) — энергозависимый тип памяти, в данной микроЭВМ — синхронное. Необходимость данного типа памяти обосновано тем, что ее содержимое может быть легко модифицировано, что важно для функционирования ЭВМ как вычислительной системы. АЛУ должно реализовывать операции сравнения (CMP) и побитового сложения «И» (AND).

Контроллер прерываний предназначен для обслуживания запросов на прерываний, которые поступили от внешних устройств. При поступлении запроса на прерывание основной командный цикл прерывается и выполняется микрокоманда соответствующего прерывания.

Контроллер прямого доступа к памяти предназначен для обмена данными между внешними устройствами и ОЗУ без участия центрального процессора. Начальный адрес контроллера прямого доступа к памяти — 10. Объем при передачи данных в режиме прямого доступа к памяти — 8.

В своем составе микроЭВМ также должно содержать регистры общего назначения (РОНы). Должно быть реализовано 12 регистров общего назначения.

Устройство управления служит для выдачи всех управляющих сигналов (такие как чтение/запись в память, синхросигналы для работы устройств, асинхронные сигналы-события.