Космонавтика  Конструирование интегральных микросхем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

Устройство управления представляет собой комбинационную му, которая на основании входных управляющих сигналов форм ет внутренние управляющие сигналы, которые обеспечивают сле щие режимы работы микросхемы: начальная установка; пряма, редача; генерация контрольных бит; обнаружение ошибки; коррс ошибки; диагностика обнаружения ошибки; диагностика корре ошибки; внутреннее управление. Назначение выводов КМ1804; приведено в табл. 3 68.

3.3. Микропроцессорный комплект серии ИР1810

1Микропроцессорный комплект серин КР1810 представляет собой дальнейшее развитие МПК серии КР580 и на уровне ассемблера программно совместим с этой серией. Однако он является 16-разряднь1м обладает более высоким быстродействием н имеет ряд функциональных особенностей, позволяющих строить на его основе мощные вц-сокопронзводительные и мультипроцессорные системы.

Собственно микропроцессор (микросхема КР1810ВМ86) выпо.-,-нен по НМОП-технологии, контроллер прерываний (микросхема КР1810ВН95А) - по пМОП-технодогии, остальные микросхемы, вхо-дяш.ие в МПК серии КР1810, выполнены по биполярной технологии ТТЛШ. Все микросхемы комплекта имеют один источник питания -г5 В±5 %. Диапазон рабочих температур -10... + 70°С. Ниже приведены состав МПК серии КР1810 и основные характеристики входящих в него микросхем.

Центральное процессорное устройство КР1810ВМ86

Разрядность арифметического устройства . . 16

Разрядность совмещенных шин адреса/данных 20 16

Объем адресуемой памяти, Мбайт..... 1

Число базовых команд......... 135

Число адресуемых устройств ввода/вывода . 2 /2

Число режимов адресации......., 24

Число внутренних 16-разрядиых регистров:

общего назначения.......... 4

индексных............. 2

указателей ............. 2

сегментных............. 4

Число внешних запросов прерывания , , . 2 Число впутрепних программных запросов пре-

рпвания............... 3

Число уровней прерывания....... 256

Частога тактовых сигналов, МГц..... <5

Время выполнения команд типа регистр-регистр, мкс:

пересылка............. <0,4

сложение............. <0,6

умножение............, 23,6-26,6

деление.............. 28,6-32,4

Потребляемая мощность, мВг....., <2100



Генератор тактовых импульсов КР1810ГФ84

Максимальная частота входного тактового сигнала пли опорного генератора, МГц .... <25 Частота выходных тактовых пМОП-сигналов F/3 Частота выходных тактовых ТТЛ-сигналов . F/6 Потребляемая мощность, мВт...... <735

Контроллер шины КР1810ВГ88

Число разрядов шипы состояния .....

Частота тактовых сигналов, МГц..... <10

Потребляемая мощность, мВт...... <!150

Арбитр шины КР1810ВБ89

Число разрядов шины состояния..... 3

Число режимов работы......... 4

Число методов разрешения приоритета ... 3

Частота тактовых сигналов, МГц..... <10

Потребляемая .мощность, мВт...... <865

Программируемый контроллер прерываний KPt8!0BH59A

Число обслуживаемых запросов прерывания . 8

Разрядность шины данных........ 8

Число программируемых режимов работы . . 3 Время выдачи сигнала Прерывание на сигнал Запрос , НС........... <350

Потребляемая мотщиость, мВт...... <450

Микросхемы сеоии КР1810 выполнены в пластмассовых корпусах типа- 2I04.l8-5 - КР1810ГФ84; 2140.20-1 - КР1810ВГ88, КР1810ВБ89; 2121.28 5 - КР1810ВН59А; 2123.40-2 - КР1810ВМ86.

3.8,1. Микросхема КР1810ВМ86

Микросхема KP1810BMS6 представляет co6oi i однокристальный высокопроизводительный 16 разрядный микропроцессор. Система команд микропроцессора КР1810ВМ86 совместима с системой команд микропроцессора КР580ВМ80А иа языке ассемблера. Высокая производительность микропроцессора КР1810ВМ86 обеспечивается благодаря совметцению выполнения операций обработки и обращения, что достигается использованием б юка предварительной выборки команд

Особенностью микропроцессора КР1810ВМ86 является возможность работы в двух режимах: минимальном и максимальном. Минп-мальный режим используется в системах, имеющих несложную кон-фт.гурацию. При этом микропроцессор сам вырабатывает все необходимые сигналы управления периферийными устройствами. Максимальный режим применяется при использовании микропроцессора в составе снс-1емы сло.жной конфигурации. В этом случае используется сттециальная микросхема - контроллер шины КР1810ВГ88, которая анализирует сигналы состояния микропроцессора STO-ST2 и в зависимости от их значения формирует соответствующие сигналтл

18* 275




Рис. 3.63. Структурная схема КР1810ВМ86

управления периферийными устройствами. Установка минимального и.ы м-1ксима.!ьно10 рржьма работы микропроцессора осуществляется поцключением входа MN/MX соответственно к выводу Ucc или GND.

Архитектурной особенностью микропроцессора КР1810ВЛ186 является способность координировать в.эаимодействие нескольких процессоров, что позволяет строить на его основе мультипроцессорные системы В этих системах возможно нрименение двух типов процессоров: независимых, т. е. выполняющих собственный поток команд, и вспомогательных (сопроцессоры). Сопроцессор просматривает команды, выбираемые главным процессором, признает некоторые из них своими и выполняет их. Микросхему КР1810ВМ86 можно ис-по.щзовать в ка1естве независимого процессора, а в роли сопроцессоров могут выступать специальные процессоры ввода/вывода, обработки данных и др (КМ1810ВМ89, КМ1810B,V187), Структурная схема КР!8!0ВМ86 представлепа на рис. 3.63.

Ариф\ етпческо-логическое устройство выполнено на базе комбинационного 16-разрядного сумматора с последовательно-паралле п-.-ным переносом и трех временных регистров для промежуточного хранения операндов и результата операции. Выход АЛУ связан с регистром признаков (PST), в котором происходит запоминание специфических свойств результата арифметических и логических операций мик[юпроцессора, разрешение прерывания, пошаговый режим. При вьшолнении ряда команд в зависимости от состояния определен-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165