|
| |
|
Главная Журналы устройствами большим разнообразием команд работы с ОЗУ, например вводом и выводом двух байтов 16-разрядного слова одной командой, адресацией с помощью внутренних регистров МП-системы и др. Для ЭВМ, управляющих производственными процессами, в том числе и электроприводами, важное значение имеет организация прерывания основной программы прн появлении экстренных событий и быстрой реакции ЭВМ иа эти события. Прн наступлении такого события внешнее устройство формирует сигнал, называемый запросом прерывания. Прн поступлении такого сигнала МП должен прервать выполнение основной программы, запомнить код программного счетчика и некоторых других регистров при необходимости последующего возврата к основной программе, перейти к выполнению программы обработки данного прерывания. Для реакции на запросы МП имеет специальный вход; получив запрос, МП выдает сигнал, подтверждающий его переход к циклу обработки запроса. Часто МП имеет специальные команды, разрешающие или запрещающие переход к циклу обработки запроса. В цикле обработки запроса МП должен определить причину запроса прерывания (устройство, его вызвавшее) и перейти на подпрограмму обслуживания данного запроса. Это может быть достигнуто различными способами. При чисто программном способе формируется слово или слова, каждый разряд которого «отвечает» за определенное устройство (является выходом запроса прерывания устройства). Получив запрос прерывания, МП анализирует эти слова и определяет устройство, запросившее прерывание. При этом, однако, время перехода на нужную подпрограмму может оказаться существенным, поэтому применяются аппаратные средства. Устройство, запросившее прерывание, по сигналу перехода МП к циклу обработки прерывания выставляет на шине данных системы определенный код, задающий начальный адрес подпрограммы обработки данного прерывания. Микропроцессор, считывая код, переходит к нужной подпрограмме. В частности, МП типа КР580ИК80А имеет восемь фиксированных адресов (О, lOg, 208, 70s) для записи начальных адресов подпрограмм. Получив сигнал цикла «Прерывание», устройство, запрашивающее его, выставляет на шине данных код ЗА7, где А=0, 7 определяет один нз восьми начальных адресов. Прерывание, организованное таким образом, называется векторным одноуровневым, так как все запросы по своей важности считаются равными (имеют один уровень). Фактически, используя команды запрета-разрешения прерывания, можно иметь два уровня: подпрограмма младшего уровня начинается с команды разрешения прерывания и может быть прервана старшим уровнем, а подпрограмме которого команда разрешения установлена в конце и до конца этой подпрограммы ее прервать нельзя. Однако в большинстве применений МП-систем для управления электроприводами требуется более одного-двух уровней. Например, прерывание, вызванное аварийным режимом ТП, должно иметь приоритет (более высокий уровень) перед прерыванием, вызванным превышением скорости электродвигателя, и возможность прервать подпрограмму последнего, в то же время это второе прерывание имеет более высокий уровень, чем прерывание, вызванное исчезновением принудительной вентиляции и т. д., т. е. прерывания должны иметь разные приоритеты, так что прерывание более высокого приоритета может прервать выполнение подпрограммы более низкого. Для создания такой системы приоритетов могут быть использованы как программные, так и аппаратные средства. В первом случае при появлении запроса прерывания устройства опрашиваются в определенной последовательности, б* 147 так что устройство с более высоким приоритетом опрашивается раньше. Во втором случае можно поступить двояким образом. Например, использовать шифратор приоритетов, на который поступают по отдельным линиям связи все запросы. Выходной код шифратора соответствует наиболее высокому уровню, находящемуся в состоянии запроса, и этот код определяет начальный адрес подпрограммы обслуживания прерывания. Имеются специальные микросхемы типа КР580ВН59 или К589ИК14, называемые блоками приоритетного прерывания (БПП). При использовании БПП требуется много линий связи между ним (который обычно располагается вблизи МП) и внешними устройствами. Кроме того, число входов БПП ограничено. Другой способ организации приоритетных прерываний требует только одной линии связи, которая проходит через все устройства, которые могут запросить прерывание [40]. Приоритет устройства определяется его местом в конструкции МП-системы, например его близостью к МП. Нашей промышленностью осваивается массовое производство ряда однокристальных МП с улучшенными характеристиками. Так, 8-разрядный МП типа К1816 [81] хотя обладает несколько меньшим быстродействием, чем МП типа КР580ИК80, но имеет встроенное ОЗУ емкостью 64 слова, таймер-счетчик событий, два дополнительных порта ввода - вывода, расширенную систему команд. Имеются модификации, у которых на кристалле размещено ПЗУ емкостью 1К слов; в одном из исполнений ПЗУ программируется на стадии изготовления МП, а в другом имеется электрически программируемое ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием. Применение этого МП целесообразно в периферийных устройствах МП-систем. Однокристальные МП тнпов K180IBM2 и КМ1810ВМ86 являются 16-разрядными. В отличие от 8-разрядных МП нх система команд включает умножение и деление, что важно прн применении МП для .прямого цифрового управления. Время выполнения команд типа регистр - регистр для МП типа К1801ВМ2 составляет 1 мкс [82], а для МП типа КМ1810ВМ86 - 0,4 мкс [83]. В настоящее время в СССР изготовляется большое число секционных МП с наращиваемой разрядностью. Эти МП универсальные и применяются в различного рода цифровых устройствах. Наибольшее распространение получил МП-набор микросхем К589. Нашей промышленностью освоено производство новых МП-наборов микросхем с улучшенными характеристиками. Среди ннх можно отметить серию К1802 [41]. Прн разработке МП-системы из МП-секций необходимо решить ряд вопросов, которые не возникают при применении БИС МП с фиксированной структурой. Во-первых, надо определить необходимую разрядность МП-системы, которая определяется требованиями к точности управления объектом и задачами унификации. Для большинства применений разрядность принимается равной 16 и только для некоторых специализированных устройств уменьшается до 12. Далее, возможны два класса МП-систем. В МП-снстемах первого класса программирование ведется на языке микрокоманд, которые входят в список микроопераций, выполняемых МП-секцнямн. В этом случае можно добиться наибольшей производительности МП-системы, так как выпадает ряд микроопераций, которые необходимы при реализации команд. Однако для записи программы требуется значительно больший объем ПЗУ, программирование на уровне микрокоманд требует глубокого знания особенностей работы микросхем и может быть a 1 m j к с крг • ъиыам! ма rx4-px7 Z3-г- Рнс. 5.2. МП-система второго класса Рнс. 5.3. Микропрограмма сложения ml-: . 0 I адрк(ра)-ша ®  осуществлено достаточно квалифицированным персоналом, поэтому применение МП-систем такого класса оправдано только для специализированных систем, выпускаемых большими партиями. Другой класс образуют МП-системы, которые имеют определенный набор команд. Получив команду, блок микропрограммного управления (БМУ) расшифровывает ее и формирует определенную последовательность адресов в ПЗУ микрокоманд (ПЗУ МК), выходные коды ПЗУ совместно с выходными сигналами БМУ задают нужную последовательность микрокоманд. На рис. 5.2 показана одна из возможных схем реализации этого класса МП систем. В начале выполнения команды ее код нз ПЗУ МК через двунаправленный шинный формирователь ШФ поступает в центральный процессорный элемент (ЦПЭ), выполненный, например, на 0,5 микросхемах К589ИК02 (N - разрядность системы), где запоминается и переносится в регистр команд БМУ РХ4-РХ7. В адресных командах адрес запоминается в регистре адреса ЦПЭ, где и используется для обращения за операндом. Получив команду, БМУ генерирует последовательность адресов ПЗУ МК; данные этого ПЗУ через конвейерный регистр КРГ передаются в ЦПЭ, где вызывают определенную последовательность микроопераций. Конвейерный регистр служит для ускорения выполнения команды, так как позволяет считать следующую микрокоманду одновременно с выполнением данной. Прн разработке МП-системы из микропрограммируемых секций одним из 0 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 |
||||||||