МикроЭВМ «Электроника 60» и «Электроника 60М». Часть 1

Основным элементом микроЭВМ является процессорный модуль, содержащий центральный процессор (М1 — микроЭВМ «Электроника 60», М2—«Электроника 60М») и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью 8 Кбайт. Он представляет собой печатную плату размером 252X296X12 мм с установленными элементами и снабженную разъемом для подключения модуля к каналу обмена информацией. По сути дела процессорный модуль является законченным устройством, представляющим собой одноплатную микроЭВМ, которая управляет распределением времени использования Канала микроЭВМ внешними устройствами и выполняет все необходимые арифметические и логические операции над данными, поступающими из памяти и от внешних устройств.

Главным элементом центрального процессора (рис. 4.2) является микропроцессор с микропрограммным управлением. Микропроцессор логически и физически делится на три части: блок обработки данных, блок управления и память макрокоманд. Каждая из частей представляет собой отдельную БИС серии К581. Все БИС микропроцессора связаны между собой 22-разрядным микроканалом. Обмен информацией между микропроцессором и Каналом осуществляется с помощью БИС обработки дан (К581ИК09) а управление каналом — БИС управления (К581ИК01). Синхронизация работы микропроцессорного наборы выполняется четырехфазным генератором. Типичный цикл работы 400 не. Блок обработки данных предназначен для выполнения операций над данными и осуществления обмена ими с Каналом микроЭВМ.

Структурная схема ЦП

Для этого блок содержит:

  • 8-разрядное арифметическо-логическое устройство (АЛУ), обрабатывающее два операнда, адресованные микрокомандой; если операция выполняется над полным словом, то исполнение команды происходит двумя циклами;
  • регистровую память, состоящую из 26 8-разрядных регистров, 10 могут адресоваться прямо микрокомандой, 4 — прямо или косвенно, остальные — только косвенно; 12 косвенно адресуемых регистров используются для организации 16-разрядных регистров общего назначения (КО... К5), а на 4 универсальных регистрах организованы счетчик команд (Кб) и указатель стека (К7), пять оставшихся пар используются обычно как рабочие регистры микропрограмм и содержат команду, адрес операнда, сами операнды и слово состояния процессора;
  • 3-разрядный регистр, с помощью которого осуществляется косвенная адресация к упомянутым выше регистрам;
  • дешифратор адреса регистров общего назначения, обеспечивающий адресацию к 26 8-разрядным регистрам;
  • регистр микрокоманд, осуществляющий хранение поступаемой из микроканала микрокоманды;
  • блок управления вводом-выводом, выполняющий связь микропроцессора с Каналом и содержащий дешифратор команд условных переходов и логические схемы формирования кодов ветвлений.

Блок управления осуществляет прием и выработку управляющих сигналов Канала, а также генерирует последовательность адресов микрокоманд, извлекаемых из микропрограммного запоминающего устройства (МПЗУ). Выбранная микрокоманда подается в блоки обработки данных и управления. Большинство микрокоманд выполняется в блоке обработки, микрокоманды различных переходов и ветвлений выполняются в блоке управления.

Блок содержит следующие функциональные узлы:

  • 11-разрядный счетчик микрокоманд, который получает обычно приращение на единицу после очередного обращения к микропрограммному ЗУ;
  • регистр возврата, используемый для запоминания адреса возврата с целью восстановления счетчика микрокоманд при обращении к микропрограммам;
  • программируемую логическую матрицу (ПЛМ), которая является основным элементом БИС управления, осуществляет генерацию новых адресов счетчика микрокоманд, определяемых состоянием микропроцессора в данный момент времени и внешними условиями. Так как счетчик микрокоманд является одним из входов ПЛМ, то нет необходимости описывать переходы в микропрограммах, эта информация содержится в адресе текущей микрокоманды. Кроме того, на вход ПЛМ подаются также сигналы трех флажков состояния из регистра состояния процессора.

В состав блока управления входят также регистры команд и микрокоманд, осуществляющие хранение, соответственно текущей команды и микрокоманды. Связь микропроцессора с шинами управления Канала микроЭВМ производится с помощью блока управления Каналом.

Память микрокоманд представляет собой ПЗУ, реализованное в виде двух или трех БИС К581РУ1, 2, 3 (в процессорном модуле М1—две БИС, в М2 —три БИС), служит для хранения микрокоманд, эмулирующих соответственно систему команд микроЭВМ, операции связи с пультовым терминалом и программу начального загрузчика, а также операции расширенной арифметики и плавающей точки (для модуля М2). Все три БИС МПЗУ одинаковы по своей структуре и отличаются хранимой информацией и адресом, определяемыми при изготовлении. Каждая БИС содержит матрицу памяти емкостью 512 22-разрядных слов (микрокоманд), дешифраторы строк и столбцов, схему выбора кристалла и блок управления выводом информации. Формат микрослова и назначение отдельных разрядов приведены на рис. 4.3.

Формат микрослова

Следует заметить, что выходные сигналы разрядов 18 ... 21 совместимы с уровнями ТТЛ.


МикроЭВМ «Электроника 60» и «Электроника 60М». Часть 2