Mikroszámítógépek I 8085 processzor.

Az előadások a következő témára: "Mikroszámítógépek I 8085 processzor."— Előadás másolata:

1 Mikroszámítógépek I 8085 processzor

2 I8085 részei Regiszter blokk B-C D-E H-L Stack Pointer
Program számláló, Inkrement-dekrement, címlatch

3 I8085 részei Aritmetikai blokk 8 bites akkumulátor 8 bites ALU
Flag bitek Decimális korrekciós hálózat Átmeneti regiszter

4 I8085 részei Utasítás regiszter-dekóder és vezérlőmű
Utasítás dekóder Időzítés és vezérlés Órajel generátor Időzítések, jelzések CPU állapot, üzemmód vezérlés, figyelés, vezérlő és időzítő jelek

5 Megszakítások TRAP (NMI) Prioritás: 1 Cím: 24h
RST 5.5 Prioritás: 2 Cím: 2Ch RST6.5 Prioritás: 3 Cím: 34h RST 7.5 Prioritás: 4 Cím: 3Ch INTR Prioritás: 5 Cím: kívülről Prioritás Maszkolás

6 Utasítás végrehajtás Utasítás végrehajtás: 1-5 gépi ciklus
Gépi ciklusok fajtái: FETCH Memória olvasás Memória írás I/O olvasás I/O írás Megszakítás elfogadás INTerrupt Acknowledge Sin művelet nélküli ciklus ( Bus idle) INA, HALT

7 Utasítás végrehajtás Gépi ciklus: több fázisból áll. Fázisok:
Megegyezik a CLK órajel periódusidejével T1, T2, T3, T4, T5, T6

8 CPU állapotok RUN: a CPU utasításokat hajt végre. Utasítás végrehajtás, megszakítás elfogadás. WAIT: READY jelre vár a CPU. Tovább fut, ha READY=1 lesz. A WAIT állapot létrejöttét letiltani nem lehet.

9 HALT: HLT utasítás hatására Megszakítás hatására fut tovább
Halt állapotban HOLD kérelmet elfogad HOLD: CPU kimenetei nagy impedanciás állapotba kerülnek. HOLD jel megszüntéig áll fenn. (DMA) HLDA: nyugtázó jel.

10 Gépi ciklus

11 Normál gépi ciklus Program végrehajtás, Memóriából vagy I/O egységből olvasás, vagy Memóriába vagy I/O egységbe írás történik. 1 Byte adat mozgatása. T1-T3 alatt adat mozgatás T4-T6 alatt CPU- belüli műveletek

12 HALT típusú gépi ciklus
HLT utasítás hatására jön létre. Utasítás számlálót nem növeli T1 után nem jön T2, hanem HALT állapot Adat és cím busz, valamint az IO/M, RD, WR vezérlő jelek nagy impedanciás állapotba kerülnek HALT megszüntetése: HOLD kérelem, RESET, Külső megszakítás

13 HOLD állapot T3 fázis előtt mintavételezi a HOLD jelet.
A CPU HOLD állapotba kerül és kiadja a HLDA jelet AD0-AD7, A8-A15, RD, WR, IO/M nagy impedanciás állapotba kerül. HOLD jel megszűnte után visszatérés normál állapotba.

14 Megszakítás kezelés Az utasítás végrehajtás utolsó ciklusában fogad el megszakítást. Megszakítás elfogadás után INterrupt Acknowledge ( INA) ciklus jön létre. INTA által ütemezve CALL utasítás kódot, majd két cím byte-ot vesz át a CPU a megszakító egységtől. TRAP. RST5.5, RST6.5 és RST7.5 fix címekkel rendelkezik. TRAP: nem tiltható le.

15 A processzor részei Vezérlő egység: Control Unit:
A műveleti kód vagy megszakítások alapján a CPU vezérlése a feladata Aritmetikai-Logikai egység: Aritmetikai és logikai műveletek végrehajtása Regiszterek: Utasítás számláló Utasítás regiszter

16 A processzor részei Regiszterek: Utasítás számláló Utasítás regiszter
Bázis cím regiszter Index regiszter Állapot/vezérlő regiszter Stack pointer Puffer regiszterek: Belső és külső busz szétválasztása.

17 A processzor részei

18 Utasítás végrehajtás, vezérlő egység
Utasítás végrehajtás lépései: Utasítás lehívás Utasítás számláló tartalmának növelése Műveleti kód értelmezése, dekódolás Művelethez szükséges adatok előkészítése, kiolvasása Művelet végrehajtás Eredmény elhelyezése ( akkumulátor, vagy memória)

19 Utasítás végrehajtás blokkvázlata

20 Utasítás végrehajtás

21 Műveleti vezérlés módjai
Huzalozott A művelet végrehajtáshoz szükséges elemi tevékenységek sorrendjének vezérlését sorrendi, és kombinációs hálózatok vezérlik. ( PLA) Mikroprogramozott A végrehajtás lépéseit a mikroprogram tárban tárolt utasítások vezérlik

22 Mikroprogram tár

23 Mikroutasítások szerkezete

24 Huzalozott vezérlés

25 Mikroprogramozott vezérlés:

26 CISC processzorok műveleti vezérlése
Sok, bonyolult utasítás: mikroprogramozott vezérléssel a legegyszerűbb megvalósítani. Adat mozgás művelet végrehajtás közben főleg a memória és a regiszterek között zajlik.

27 CISC processzorok műveleti vezérlése

28 RISC procwsszorok művelet vezérlése
RISC processzorok: Kevés számú, egyszerű utasítás Az utasítások közvetlenül végrehajthatók A lefordított program cache tárba kerül, a végrehajtás innen történik, hasonlóan a mikroprogramozott vezérléshez. Adatok mozgása főleg a regiszterek között történik

29 RISC gépek művelet vezérlése

30 Átlapolt utasítás végrehajtás

31 Elágazások kezelése: Pipeline törlése

32 Elágazások kezelése: késleltetett elágazások

33 Tároló kezelés Tároló hierarchia: Regisztertár 5-10 ns Főtár 50-100 ns
Cache tár Főtár ns Háttértár ms Tömegtároló ms

34 Regisztertár Regiszterek típusai: Felhasználó által elérhető
PC, IX, SP, FLAG, általános célú regiszterek Felhasználó által nem elérhető: Vezérlő/állapot, rendszer regiszterek

35 Regisztertárakkal szemben támasztott követelmények
Adatforgalom csökkentése a memória és a processzor között Nagy méret ( 32, 64, Db.) 3 címes elérés ( 2 operandus + eredmény) Általános felhasználású legyen

36 Regisztertárak kezelési formái
Regiszterbank Ablaktechnika Blokktechnika

37 Cache tárak jellemzői ON-CHIP ( 8-32 kB) vagy OFF CHIP kB ( processzorban vagy kívül) Adatátvitel a cache és a memória között blokkos Utasítás, adat illetve vegyes cache tárolók lehetnek Általában tartalom szerinti visszakereséssel működnek ( asszociatív) cache tár Tartalom cseréjéhez hatékony stratégia kell CPU és cache sebessége legyen azonos

38 Cache-hit és cache-miss

39 Asszociatív cache

40 Közvetlen leképzésű cache

41 Csoport asszociatív cache

42 Memóriák Alapfogalmak RAM ROM EPROM EEPROM OTP FLASH

43 Alapfogalmak Szervezés Bit Byte Szó 1Mx1 bit 1Mx4 bit 1Mx8 bit

44 Kapacitás Megcímezhető tároló elemek száma Hozzáférési idő

45 Memóriák Technológia szerint: Mágneses (ma csak háttértár)
Félvezetős (ma op. Mem. Kizárólag félvezetős Bipoláris FET- CMOS BICMOS

46 Tároló elem szerint Statikus: Félvezetős flip-flop .

47

48 Dinamikus: szórt kapacitás a tárolóelem

49 ROM

50 Bővítés: szóhossz, címtartomány

51 Memória chip felépítése