ОБЩАЯ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПМ-ЭВМ
Кроме микропроцессорного блока, функциональное назначение которого мы уже определили, в состав ПМ-ЭВМ входят оперативное и постоянное запоминающие устройства и порты ввода/вывода. Все эти блоки связаны между собой через шины адреса и данных. Шина управления в ПМ-ЭВМ состоит всего из четырех линий передачи сигналов, причем в каждом режиме работы микропроцессора активна только одна линия.
Управление работой ПМ-ЭВМ осуществляется двумя блоками: схемой пошагового выполнения программы и схемой системного контроллера. Первая схема полезна для анализа исполнения вводимых команд программы. Системный контроллер необходим для организации трактов передачи информации при реализации основных режимов работы микропроцессора. Используемый в ПМ-ЭВМ микропроцессор КР580ИК80А имеет шины адреса и данных, а также некоторые управляющие сигналы. Сигналы шины управления формируются системным контроллером вне микропроцессора из управляющих сигналов МП. К ним относятся: ЧТЕНИЕ, ЗАПИСЬ, ВЫВОД НА ВНЕШНЕЕ УСТРОЙСТВО, ВВОД С ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА (см. § 6.3).
При организации шин необходимо правильно оценить величину токовой нагрузки по каждой шине. Если суммарный ток нагрузки линии в шине превышает допустимую величину на соответствующем выходе микропроцессора, то такую линию необходимо снабдить буфером. Под буфером подразумевается специальная схема, обеспечивающая электрическое согласование цепей передачи сигналов. Как уже отмечалось в гл. 3, простейшая схема буфера, не меняющая значение сигнала, состоит из двух включенных последовательно инверторов. Именно эта схема используется в ПМ-ЭВМ в формирователе сигналов шины адреса.
Линии шины данных в ПМ-ЭВМ также необходимо снабдить буферами. Однако поскольку шина данных является двунаправленной, буфер для нее также должен быть двунаправленным. Поэтому схему из двух последовательно включенных инверторов здесь использовать нельзя. Необходима специальная схема с использованием управляющего сигнала выбора направления передачи данных.
Работа схемы двунаправленного буфера шины данных описана в § 6.3.
Рис. 4.3. Схема основных функциональных узлов ПМ-ЭВМ и связей между ними:
ДАЗУ, ДАУВВ - дешифраторы адреса ЗУ и УВВ; ДБШД - двунаправленный буфер ШД; КЛ - клавиатура; СД - све-тодиоды; СК — системный контроллер; СПИП — схема пошагового исполнения программы; 0, 1,2,3 — порты вывода; 3' - порт ввода
Для организации правильной адресации к устройствам памяти и к устройствам ввода/вывода в схеме ПМ-ЭВМ используются еще два блока, не указанных на рис. 4.2: дешифратор адреса запоминающих устройств и дешифратор адреса устройств ввод а/выв од а. С учетом этих и всех остальных перечисленных выше дополнительных блоков общая функциональная схема ПМ-ЭВМ принимает вид, представленный на рис. 4.3. На этой схеме двойными линиями указаны шины передачи адреса (красными) и данных (зелеными), а сигналы управления — тонкими линиями. Расположение блоков в точности соответствует расположению их схем на общей электрической принципиальной схеме ПМ-ЭВМ, приведенной в приложении 2. На рис. 4.3 показаны лишь основные связи (например, отсутствуют связи по питанию).
Работа всех приведенных на рис. 4.3 блоков в отдельности описывается в гл. 6 и 7. Перейдем к рассмотрению функциональной схемы микропроцессора и организации его работы.
