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

В микроканале микропроцессора, как и в Канале микроЭВМ, шины данные/адрес совмещены и мультиплексируются во времени. Возможна также организация конвейерного режима выполнения микрокоманд, т. е. во время выполнения блоком обработки данных выбранной команды блок управления вычисляет следующий микроадрес.

Синхронизацию работы всех БИС микропроцессора и других блоков центрального процессора осуществляет, как указывалось выше, генератор тактовых импульсов (ГТИ), вырабатывающий четыре серии неперекрывающихся импульсов. Генератор состоит из задающего автоколебательного мультивибратора с регулируемой частотой от 10 до 13 МГц, двухразрядного счетчика с дешифратором «4 в 1» и логических вентилей, обеспечивающих запрещение на 10 не работы дешифратора для предотвращения перекрытия фаз. Длительность импульсов приблизительно 90 нc.

Связь центрального процессора с ОЗУ и внешними устройствами осуществляется через Канал микроЭВМ. Для связи с шинами Канала используются приемопередатчики. Логика управления Каналом обеспечивает выработку управляющих сигналов СИА, СИП, «Ввод», «Вывод» и «Байт».

Блок управления прерыванием вырабатывает сигналы прерывания программы при нарушении питания (~МН, =МН) по запросам Канала внешним устройством или таймером (ЗКТ). Принимая эти сигналы, блок управления приостанавливает выполнение текущей программы и начинает выполнять микропрограмму обслуживания прерывания. Микропроцессор, анализируя состояние шин ДА 00 ...03, определяющих причину прерывания, переходит на выполнение микропрограммы обработки прерывания или связи с пультовым терминалом (например, при сигнале «Останов»). Прерывание от таймера отличается более высоким приоритетом и аппаратной реализацией перехода прерывания на вектор прерывания с адресом 100₈, может быть запрещено установкой перемычки на плате.

С целью сохранения информации в ОЗУ, выполненной на БИС динамического типа, необходима регенерация последней через каждые 2 мс. Переход к микропрограмме регенерации памяти осуществляется с помощью аппарата прерываний. Для этой цели с частотой 50 Гц устанавливается сигнал требования регенерации. Если используется ОЗУ неразрушающего типа или с независимой генерацией, регенерация может быть запрещена с помощью перемычки.

Блок управления непосредственным доступом к Каналу (НДК) обеспечивает использование Канала не только центральным процессором, но и устройствами прямого доступа к памяти. Если такому устройству требуется осуществить внепроцессорный обмен с памятью, то оно выставляет сигнал запроса непосредственного доступа к Каналу (ЗНДК). Блок управления НДК ожидает окончания текущего цикла и вырабатывает сигнал подтверждения НДК (ПНДК). Устройство прямого доступа принимает этот сигнал и устанавливает в ответ сигнал ПВ (подтверждение выбора), означающий, что Канал занят другим устройством. Окончив цикл прямого доступа, внешнее устройство освобождает Канал (снимая сигналы ПВ и ЗНДК), разрешая процессору начать цикл обращения к Каналу.

Так как центральный процессор микроЭВМ не имеет клавишного регистра, как у мини-ЭВМ, в нем предусмотрено несколько режимов автоматического пуска при включении питания. Пользователю предоставлена возможность с помощью перемычек выбрать один из следующих четырех режимов пуска.

В режиме 0 процессор выполняет последовательность микрокоманд, по которым извлекается содержимое ячеек 24 и 26 ОЗУ и загружается соответственно в счетчик команд и регистр состояния процессора, после чего проверяется состояние канального сигнала ОСТ. Если сигнал есть, то процессор переходит на выполнение микропрограммы связи с пультовым терминалом. Если же сигнала нет, то процессор начинает выполнение программы со стартового адреса, определяемого содержимым счетчика команд. Этот режим используется только при использовании памяти неразрушающего типа.

В режиме 1 процессор при включении питания переходит на микропрограмму связи с пультовым терминалом, адрес регистра состояния которого 177560, независимо от состояния канального сигнала ОСТ.

В режиме 2 в счетчик команд процессора заносится стартовый адрес (173000) и, если нет сигнала ОСТ, начинается выполнение программы с этого адреса. Этот режим используется тогда, когда ячейка с адресом 173000 принадлежит памяти неразрушаемого типа. Обычно это ПЗУ, в котором хранится программа начального загрузчика с гибких магнитных дисков.

Режим 3 предусматривает обращение процессора при включении питания к МПЗУ пользователя — четвертой БИС МПЗУ. Если четвертой страницы памяти микропрограмм нет, то произойдет внутреннее прерывание с адресом вектора 10 — попытка выполнения команды с резервным кодом операции.

У микроЭВМ нет клавишного регистра, с помощью которого оператор может выполнять различные операции управления (занесение адреса, считывание данных, запись данных, пуск и т. д.). Все эти функции может выполнять пультовый терминал, представляющий собой электрическую пишущую машинку, аналого-цифровой дисплей или другое устройство, способное передавать и принимать из центрального процессора буквенно-цифровые символы в коде КОИ-7. Связь с пультовым терминалом осуществляется процессором мультипрограммно. В режим связи процессор может войти при включении питания или перейти из режима программной работы в следующих случаях:

• при выполнении команды HALT;
• при двойной ошибке обращения к Каналу;
• при ошибке во время регенерации памяти;
• при ошибке при передаче вектора прерывания;
• при установке на шине Канала сигнала ОСТ.

При этом процессор выдает коды возврата каретки (ВК), перевода строки (ПС), адрес следующей команды в восьмеричной форме, вновь ВК, ПС и знак @ означающий, что процессор готов принять команды оператора. Команды и функции пультового терминала приведены в табл. 4.1.

Если оператор вводит неправильные команды, то процессор выводит знак «?», коды ВК, ПС и снова ставит знак @ Следует заметить, что на команду М (отладка) центральный процессор на терминале отображает шесть знаков, а информацию о причине останова несет только самый младший восьмеричный разряд. Коды останова могут быть следующие:

0 — останов по команде HALT или сигналу ОСТ (клавиша ПУЛЬТ/ПРОГРАММА);

1 — останов по ошибке обращения к Каналу при вводе адреса вектора прерывания;

2 — останов по ошибке обращения к Каналу при регенерации памяти;

3 — останов при обращении к несуществующему устройству;

4 — останов при обращении к несуществующей странице памяти микропрограмм.

Кроме этого, микроЭВМ «Электроника 60» имеет на передней панели три клавиши управления: клавишу ПИТАНИЕ *, с помощью которой производится подача напряжения питания на микроЭВМ; клавишу ПУЛЬТ/ПРОГРАММА, осуществляющую перевод процессора из программного режима в режим связи с пультовым терминалом; клавишу ТАЙМЕР, включением которой подаются импульсы с частотой 50 Гц на шину ЗКТ.