Структура МП БИС КР580ИК80

Микропроцессорная БИС состоит из следующих функциональных блоков:

1. регистров и логических целей их выбора;

2. арифметическо-логического блока;

3. регистра команд и устройства управления (УУ);

4. буферов МД (БФД) и МА (БФА).

Секция регистров включает в себя шесть 16-разрядных регистров: W, Z; В, С; D, E; H, L; PC (программный счетчик) и SP (указатель стека).

Шесть 8-разрядных регистров общего назначения
составлены в пары регистров: В,С; D,E; H,L. Они могут быть использованы в программах как отдельные 8-разрядные регистры, а также
как три 16-разрядных регистра (В; D; Н).

Программный счетчик PC содержит текущий адрес памяти,
к которому обращается программа. Содержание PC автоматически
изменяется в течение каждого цикла команды. Указатель стека SP
содержит адрес памяти, начиная с которого ее можно применять для
хранения и восстановления содержания программно-доступных регистров МП БИС.

Буферные регистры W, Z не являются программно-доступными
регистрами и используются для выполнения команд внутри МП
БИС.

Арифметико-логический блок (АЛБ) выполняет арифметические и логические операции под воздействием устройства управления МП БИС. Он включает в себя 8-разрядное АЛУ, схему десятичной коррекции ДК, построенной на базе ПЗУ, 5-разрядный регистр признаков, аккумулятор А, буфер аккумулятора БФА и буферный регистр БФРг.

Арифметическо-логический блок позволяет осуществить арифметические операции сложения, вычитания, а также основные логические операции (И, ИЛИ,  исключающее ИЛИ) и сдвиг.

При проведении операций одно число всегда берется из буфера аккумулятора, а другое — из буферного регистра. По результату выполнения арифметическо-логических операций АЛБ устанавливает в регистре признаков пять разрядов.

Признак переноса (Carry — С) устанавливается в единицу,
если при выполнении команд появляется единица переноса из
старшего разряда.

Дополнительный признак переноса (Auxiliary carry — AC)
устанавливается в единицу, если при выполнении команд возникает единица переноса из третьего разряда числа. Состояние разряда может быть проанализировано лишь командой десятичной
коррекции числа.

Признак знака (Sign — S) в машинном слове можно представить числом от —128 до +127. В этом случае седьмой (старший)
разряд числа — его знак. Единица в седьмом разряде при такой записи будет указывать на отрицательное число, а ноль — на положительное.

В разряд нулевого признака (Zero — Z) записывается единица,
если при выполнении команды результат равен нулю.

В разряд признака четности (Parity — Р) записывается единица, если при выполнении команды количество единиц в разрядах
результата будет четным.

Регистр команд РгК и дешифратор команды ДШК используются
в МП БИС для получения и дешифрации кода команды. При извлечении команды первый байт, содержащий ее код, помещается в
регистр команды и поступает на дешифратор команд. Дешифратор
совместно с устройством управления и синхросигналами Ф1 и Ф2
формирует управляющие сигналы для всех внутренних блоков

МП БИС, а также его выходные сигналы управления и состояния.

Выполнение каждой команды производится МП БИС в строго
определенной последовательности, определяемой кодом команды,
и синхронизируется во времени сигналами Ф1 и Ф2 тактового генератора.

Период синхросигналов Ф1 или Ф2 называется машинным тактом (Т). Длительность машинного такта Т может быть установлена произвольно в диапазоне от 0,5 до 2 мкс.

Машинный цикл (М) — время, требуемое для извлечения 1 байта
информации из памяти или выполнения команды, определяемой
одним машинным словом. Машинный цикл может состоять из 3—5
машинных тактов.

Время выполнения команды — время получения,
декодирования и выполнения команды.

В зависимости от вида команды это время может состоять из
1—5 машинных циклов.

Для МП БИС КР580ИК.80 существует десять различных типов машинных циклов:

1. Извлечение кода команды (М1).

2. Чтение данных из памяти.

3. Запись данных в память.

4. Извлечение из стека.

5. Запись данных в стек.

 6. Ввод данных из внешнего устройства.

7. Запись данных во внешнее устройство.

8. Цикл обслуживания прерывания.

 9. Останов.

10. Обслуживание прерывания при работе МП БИС в режиме останова.

Первым машинным циклом при выполнении любой команды
всегда является цикл М1 извлечения кода команды. На первом
такте каждого машинного цикла МП БИС указывает тип выполняемого цикла с помощью 8-разрядного слова состояния, выдаваемого на МД.

Отдельные разряды слова состояния задействуются в микроЭВМ для формирования магистрали управления.

Слово состояния выдается на МД лишь на интервале синхросигналов С (такты Т1 и Т2), а используется на протяжении всего машинного цикла, поэтому
необходимо записать его в специальный регистр слова состояния
РгСС.

На рис 2.1.2, а приведена схема записи слова состояния.

Запись осуществляется с использованием сигнала С синхросигнала Ф1.

Сигнал С появляется в начале каждого цикла и занимает промежуток
времени между положительными фронтами синхросигнала Ф2 на
тактах Т1 и Т2 (рис. 2.1.2, б). Таким образом, запись слова состояния
осуществляется сигналом Ф1 на такте Т2.

На рис. 2.1.3 приведена схема записи слова состояния с помощью схемы многорежимного буферного регистра К589ИР12.

Рисунок 2.1.2 - Схема записи слова состояния (а), временная диаграмма (б)

Рисунок 2.1.3 - Схема записи слова состояния в регистр слова состояния