Thiết kế mạch quang báo dùng KIT VXL, chương 3

Cấu trúc của tất cả các vi xử lí đều có các khối cơ bản như ALU, các thanh ghi, khối điều khiển là các mạch logic. Để nắm rõ nguyên lí làm việc của vi xử lí cần phải khảo sát nguyên lí kết hợp các khối với nhau để xử lí một chương trình. Sơ đồ khối của vi xử lí sẽ trình bày cấu trúc của một vi xử lí . Mỗi vi xử lí khác nhau đều có cấu trúc khác nhau . Ví dụ vi xử lí 8 bit sẽ khác với vi xử lí...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế mạch quang báo dùng KIT VXL, chương 3Chương 3: Sô ñoà khoái cuûa vi xöû líCaáu truùc cuûa taát caû caùc vi xöû lí ñeàu coù caùc khoái cô baûn nhö ALU,caùc thanh ghi, khoái ñieàu khieån laø caùc maïch logic. Ñeå naém roõnguyeân lí laøm vieäc cuûa vi xöû lí caàn phaûi khaûo saùt nguyeân lí keáthôïp caùc khoái vôùi nhau ñeå xöû lí moät chöông trình. Sô ñoà khoái cuûa vi xöû lí seõ trình baøy caáu truùc cuûa moät vi xöûlí . Moãi vi xöû lí khaùc nhau ñeàu coù caáu truùc khaùc nhau . Ví duï vixöû lí 8 bit seõ khaùc vôùi vi xöû lí 16 bit . Vôùi moãi vi xöû lí ñeàu coù moät sô ñoà caáu truùc beân trong vaøñöôïc cho trong caùc soå tay cuûa nhaø cheá taïo . Sô ñoà caáu truùc ôûdaïng khoái raát tieän lôïi vaø deã trình baøy nguyeân lí hoaït ñoäng cuûa vixöû lí :INTR INTA RST 5.5 RST 6.5 RST 7.5 TRAP SID SOD CK READY RD WR ALE S0 S1 IO/M HOLD HLDA RE.IN RE.OUT A8 A15 AD0 AD7 Hình 1.5 :Sô ñoà caáu truùc cuûa Vi xöû lí Trong sô ñoà khoâái cuûa vi xöû lí bao goàm caùc khoái chính nhö sau: Khoái ALU, caùc thanh ghi, khoái Control logic. Ngoaøi ra sô ñoà khoái coøn trình baøy caùc ñöôøng truyeàn taûi tín hieäu töø nôi naøy ñeán nôi khaùc vaø ngoaøi heä thoáng: e . Chöùc naêng töøng khoái  .Chöùc naêng cuûa khoái ALU : ALU laø khoái quan troïng nhaát cuûa vi xöû lí, khoái ALU chöùa caùc maïch ñieän logic chuyeân veà xöû lí döõ lieäu. Khoái ALU coù hai ngoõ vaøo coù teân laø “IN” chính laø caùc ngoõ vaøo döõ lieäu cho ALU xöû lí vaø moät ngoõ ra coù teân laø “OUT” chính laø ngoõ ra keát quaû döõ lieäu sau khi ALU xöû lí döõ lieäu xong. Döõ lieäu tröôùc khi vaøo ALU ñöôïcchöùa ôû trong thanh ghi ñeäm (Temporarily register) coù teân laøTemp 1 vaø Temp 2. Bus döõ lieäu beân trong vi xöû lí ñöôïc keát noáivôùi hai ngoõ vaøo “IN” cuûa ALU thoâng qua hai thanh ghi ñeäm. Söïkeát noái cho pheùp ALU coù theå laáy baát kì döõ lieäu naøo treân Bus döõlieäu beân trong vi xöû lí. Thöôøng thì ALU luoân laáy döõ lieäu töø moätthanh ghi ñaëc bieät coù teân laø Accumulator. Ngoõ ra “OUT” cuûaALU cho pheùp ALU coù theå gôûi keát quaû döõ lieäu sau khi xöû líxong treân Bus döõ lieäu beân trong vi xöû lí, do ñoù thieát bò keát noáivôùi Bus beân trong ñeàu coù theå nhaän döõ lieäu naøy. Thöôøng thì ALUgôûi döõ lieäu sau khi ñaõ xöû lí xong tôùi thanh ghi Accumulator. Ví duï khi ALU coäng hai döõ lieäu thì moät trong hai döõ lieäuñöôïc chöùa trong thanh ghi Accumulator, sau khi pheùp coäng ñöôïcthöïc hieän bôûi ALU thì keát quaû seõ gôûi trôû laïi thanh ghiAccumulator vaø löu tröõ ôû thanh ghi naøy. ALU xöû lí moät döõ lieäuhay hai döõ lieäu tuøy thuoäc vaøo leänh hay yeâu caàu ñieàu khieån, ví duïkhi coäng hai döõ lieäu thì ALU seõ xöû lí hai döõ lieäu vaø duøng hai ngoõvaøo “IN” ñeå nhaäp döõ lieäu , khi taêng moät döõ lieäu naøo ñoù leân moätñôn vò hay laáy buø moät döõ lieäu, khi ñoù ALU chæ xöû lí moät döõ lieäuvaø chæ caàn moät ngoõ vaøo “IN” Khoái ALU coù theå thöïc hieän caùc pheùp toaùn xöû lí sau Add Complement OR Exlusive OR Subtract Shift right Increment AND Shift left Decrement Nhö vaäy, chöùc naêng chính cuûa khoái ALU laø laøm thay ñoåidöõ lieäu hay chuyeân veà xöû lí döõ lieäu nhöng khoâng löu tröõ döõ lieäu.Ñeå hieåu roõ theâm chöùc naêng ñaëc bieät cuûa khoái ALU caàn khaûo saùtmoät vi xöû lí cuï theå. . Caùc thanh ghi beân trong cuûa vi xöû lí: Caùc thanh ghi beân trong coù chöùc naêng löu tröõ taïm thôøi caùcdöõ lieäu khi xöû lí. Trong soá caùc thanh ghi coù moät vaøi thanh ghiñaëc bieät khi thöïc hieän caùc leänh ñaëc bieät, caùc thanh ghi coøn laïigoïi laø caùc thanh ghi thoâng duïng. Vôùi sô ñoà minh hoïa ôû treân, caùcthanh ghi thoâng duïng coù teân Reg B, Reg C, Reg D, Reg E. Caùcthanh ghi thoâng duïng raát höõu duïng cho ngöôøi laäp trình ñieàu naøyseõ thaáy roõ qua caùc chöông trình. Soá löôïng caùc thanh ghi thoângduïng thay ñoåi tuøy thuoäc vaøo vi xöû lí. Soá löôïng vaø caùch söû duïng caùc thanh ghi thoâng duïng tuøythuoäc vaøo caáu truùc cuûa töøng vi xöû lí, nhöng chuùng coù moät vaøiñieåm cô baûn gioáng nhau. Caøng nhieàu thanh ghi thoâng duïng thìvaán ñeà laäp trình ñôn giaûn hôn. Caùc thanh ghi cô baûn luoân coù trong moät vi xöû lí vaøAccumulator register(A), Program counter register (PC), Stackpointer(SP), Status register (F), caùc thanh ghi thoâng duïng, thanhghi leänh (Instruction register), thanh ghi ñòa chæ.Thanh ghi Accumulator: Thanh ghi Accumulator laø moät thanh ghi quan troïng cuûa vixöû lí coù chöùc naêng löu tröõ döõ lieäu khi tính toaùn . Haàu heát caùcpheùp toaùn soá hoïc vaø caùc pheùp toaùn logic ñeàu xaûy ra giöõa ALUvaø Accumulator . Ví duï khi thöïc hieän moät leänh coäng moät döõ lieäu A vôùi moätdöõ lieäu B t ...