Підсистема центрального процесорного елемента

 

Вхідний контроль:

1 Яку розрядність мають ШД та ША МП МС 68000?

2 Які системні сигнали BIC МП МС 68000 Вам відомі?

3 Чи є згадані в п. 2 сигнали односпрямовані або двоспрямовані й чому?

4 За яким алгоритмом працює пріоритетний шифратор?

5 На якій частоті працює МП МС 68000?

6 Який сигнал треба подати на вхід AVEC # BIC МП МС 68000?

 

За основу МПС було взято контролер – модуль розвитку фірми Flight Electroniks – FLIGHT-68EC020 EVM.

У якості центрального процесора в МПС використовується МП МС 68 ЕС 020, який має 32-розрядну шину даних та 24-розрядну шину адреси, що є достатнім для більшості застосувань МПС у складі пристроїв телекомунікацій. В іншому параметри МС 68 ЕС 020 збігаються з параметрами МС 68020, збігаються також програмні моделі супервізора і користувача. Однаковими, за незначними винятками, є і системи команд. Зовнішні виводи МП МС 68 ЕС 020 подано на рис. 11.21.

 

 

Рисунок 11.21 – Зовнішні виводи МП МС 68 ЕС 020

 

На виводи МП А 23... А 0, D 31... D 0 надходять 24-розрядні адреси та 32-розрядні дані. Сигнали на виходах FC 2... FC 0 зазначають тип виконуваного циклу відповідно до табл. 11.14.

За FC 2 = FC 1 = FC 0 = 1 може працювати підключений співпроцесор.

 

Таблиця 11.14 – Типи виконуваних циклів

FC 2	FC 1	FC 0	Тип виконуваного циклу
			резервовано для подальшого розвитку
			вибирання даних користувача
			вибирання команд користувача
			резервовано
			резервовано
			вибирання даних супервізора
			вибирання команд супервізора
			цикл центрального процесора

 

Особливістю 32-розрядних мікропроцесорів є динамічне визначення використовуваної розрядності шини даних, яка може буди 8-, 16-, 32-розрядною. Значення вихідних сигналів SIZ 1,0 вказують на розрядність даних, які передаються у циклі (табл. 11.15).

 

Таблиця 11.15 – Вихідні сигнали SIZ 1,0, які визначають розрядність

передаваного операнда

SIZ 1	SIZ 0	Розрядність операнда
		4 байти
		1 байт
		2 байти
		3 байти

 

Передавання трьох байтів (SIZ 1,0 = 11) здійснюється при виборі довгого слова за непарною адресою, за два послідовних цикли при 32-разрядній шині даних.

Для керування обміном використовуються такі сигнали:

AS # – адресний стробімпульс, набирає активного значення при надходженні адреси на шину А 23... А 0 і зберігає це значення до завершення циклу обміну;

R/ – сигнал, який визначає напрямок передавання даних шиною D 31… D 0, введення (читання) відбувається за високого рівня сигналу R/ = 1, а виведення (запис) – за R/ = 0;

DSACK 1,0 – вхідні сигнали підтвердження готовності зовнішніх пристроїв до обміну, які вказують на розрядність шини даних згідно з табл. 11.16; вийти з циклу очікування можна за надходження сигналу BERR # = 0 від зовнішньої схеми або при зміні сигналів DSACK 1# = DSACK 0 = 1 на інше сполучення. Сигнали DSACK 1# та DSACK 0# вказують на кількість байтів, які залишилось передати у даному циклі, наприклад, при передаванні довгого слова через 8-розрядний пристрій виведення;

 

Таблиця 11.16 – Вхідні сигнали DSACK 1,0, які вказують на розрядність

шини даних

DSACK 1#	DSACK 0#	Розрядність шини даних
		4 байти
		2 байти
		1 байт
		Цикл очікування

 

DS # – стробімпульс даних, який у циклі читання дорівнює 0 водночас зі стробом адреси; у циклі запису набирає значення DS # = 0 через один такт після адресного стробімпульсу; він сигналізує, що МП видав дані на шину даних;

ECS # – вихідний сигнал початку циклу обміну, який набирає значення ECS ≠ 0 упродовж першого такту кожного нового циклу;

OCS # – вихідний сигнал початку циклу обміну даними, який має значення OCS # = 0 упродовж першого такту початкового циклу передавання даних;

RMC # – вихідний сигнал циклу “читання-модифікація-запис”, який зреалізовується при виконуванні команди TAS, значення RMC# = 0 встановлюється на початку першого циклу цієї команди і зберігається в перебігу її виконування.

Сигнали переривань IPL 2, IPL 1, IPL 0, системні сигнали початкового встановлення RESET #, зупину HALT #, помилки звернення до шини BERR #, а також сигнали керування захопленням шини BR #, BG # виконують ті ж самі функції, що й у мікропроцесорі МС 68000.

Сигнал заборони роботи кеша CDIS # 0 зазвичай використовується у режимі налагодження МПС.

Сигнал AVEC #, який дорівнює логічному нулю, дозволяє автовекторні переривання.

На вхід CLK подаються зовнішні синхросигнали з частотою 16 МГц. Напруга живлення процесора становить 5 В, споживана потужність не перевищує 2 Вт.

МП МС 68 ЕС 020 підтримує оброблення до семи запитів на переривання від пристроїв введення-виведення, які повинні подати відповідні сигнали IRQ 7#... IRQ 1# (INT 7#... INT 1#) на входи схеми пріоритетного шифратора PCD (рис. 11.22). Для кожного запиту встановлено пріоритет обслуговування: найвищий Lі = 7 – для запиту на вході IRQ 7, найнижчий Li = 1 – для запиту на вході IRQ 1. Запит переривання ініціюється при надходженні логічного нуля на відповідний вхід IRQі #; на виходах РCD формується трирозрядний код IPL 2#, IPL 1#, IPL 0#, який відповідає номерові запиту, який має максимальний пріоритет. Вхід IRQ 0 завжди підмикається до низького потенціалу і, за відсутності запитів на входах РCD, формує код IPL 0#, ІРL 1#, IPL 2# = 111, поданий у інверсній формі, який не спричинює переривань.

 

 

Рисунок 11.22 – Схема формування кодів пріоритетів запитів переривань

 

Контрольні питання:

1 З якою метою МП М 68 ЕС 020 формує сигнали керування обміном ECS # та OCS #?

2 Що визначають вихідні сигнали SIZ 1 та SIZ 0?

3 Що визначають вхідні сигнали DSACK 1# та DSACK 0#?

4 Чому не можна переривати цикл “читання–модифікація–запис”?

5 На який вхід пріоритетного шифратора PCD треба підімкнути пристрій введення-виведення, щоби надати йому 3-й пріоритет у інверсному коді?

6 Який код має виставити МП на виходах FC 2, FC 1, FC 0 у режимі циклу центрального процесора (циклу підтвердження переривань)?

7 З якою метою подається рівень логічного нуля на вхід пріоритетного шифратора?

 

Контрольні питання підвищеної складності:

1 На входи пріоритетного шифратора надходять одночасно запити на переривання INT 1#, INT 5#, INT 6#. Який код – IPL 0#, IPL 1#, IPL 2# – буде сформовано на виходах пріоритетного шифратора?

2 Маска переривань має значення І 2 = 1, І 1 = 0, І 0 = 0. Зазначте номери пріоритетів обслуговуваних запитів на переривання.