WikiSort.ru - Не сортированное

К1801ВМ1 — однокристальный 16-разрядный микропроцессор (ОМП).

Предназначен для обработки цифровой информации в системах управления техпроцессами в контрольно — измерительной аппаратуре и системах связи, а также решения в составе ЭВМ инженерно — технических и экономических задач. Архитектура К1801ВМ1 очень близка к архитектуре PDP-11 и в большинстве случаев совместима с ней, но не является её точной копией.

Состав микросхемы

В состав микросхемы входят следующие основные функциональные блоки:

16-разрядный операционный блок, выполняющий операции формирования адресов команд и операндов, логические и арифметические, хранения операндов и результатов.
Блок микропрограммного управления, вырабатывающий последовательность микрокоманд на основе кода принятой команды. В нём закодирован полный набор микрокоманд для всех типов команд.
Блок прерываний, организующий приоритетную систему прерываний ОМП. Выполняет приём и предварительную обработку внешних и внутренних запросов на прерывание вычислительного процесса.
Интерфейсный блок, выполняющий обмены информацией между ОМП и устройствами, расположенными на системной магистрали. Осуществляет арбитраж при операциях прямого доступа к памяти. В интерфейсном блоке формируется последовательность управляющих сигналов системной магистрали.
Блок системной магистрали, связывающей внутреннюю магистраль ОМП с внешней. В нём производится управление усилителями приёма и выдачи информации на совмещённые выводы адресов и данных.
Схема тактирования, обеспечивающая синхронизацию внутренних блоков.

См. Раздел: Структурная схема

Основные параметры

Разрядность: 16 двоичных разрядов

Представление чисел: Доп. код с фиксированной запятой

Система команд: Безадресная, Одноадресная, Двухадресная

Виды адресации: Регистровая, Косвенно — регистровая, Автоникрементная, Косвенно Автоникрементная, Косвенно автодекрементная, Индексная, Косвенно индексная

Число регистров общего назначения (РОН): 8

Число линий запросов на прерывания: 4

Системная магистраль: Типа МПИ с совмещёнными шинами для передачи адреса и данных

Адресное пространство: 64К байт

Тактовая частота: От 100 кГц до 5 МГц

Максимальное быстродействие выполнения команд сложения в составе ЭВМ при регистровом методе адресации: До 500 тыс. операций/с

Потребляемая мощность: До 1,2 Вт

Назначение выводов^[1]

Вывод	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение выводов
1	CLC	Вход	Синхронизация
2	SACK	Вход/выход	Подтверждение захвата ПДП
3	DMGI	Вход	Вход предоставления ПДП
4	DMGO	Выход	Выход предоставления ПДП
5	DMR	Вход	Требование ПДП
6	SP	Вход	Недокументированная функция — внешний источник частоты для таймера^[2]. Соединить с +5V
7	SEL1	Выход	Выборка первого регистра ввода-вывода
8	SEL2	Выход	Выборка второго регистра ввода-вывода
9-20, 22-25	AD0-AD15	Вход/Выход	Разряды адреса данных
21	GND	-	Общий
26	PA1	Вход	Номер процессора
27	PA0	Вход	Номер процессора
28	BSY	Выход	Сигнал занятости канала
29	DCLO	Вход	Авария источника питания
30	ACLO	Вход	Авария сетевого питания
31	IRQ1	Вход	Первый запрос радиального прерывания «Пульт»
32	IRQ2	Вход	Второй запрос радиального прерывания (вектор 100)
33	IRQ3	Вход	Третий запрос радиального прерывания (вектор 270)
34	INIT	Вход/Выход	Установка исходного состояния
35	VIRQ	Вход	Требование векторного прерывания
36	IAKO	Выход	Предоставление прерывания
37	DOUT	Выход	Вывод данных (запись данных)
38	DIN	Выход	Ввод данных (чтение данных)
39	RPLY	Вход/Выход	Синхронизация пассивного устройства (ответ)
40	WTBT	Выход	Вывод байта (запись/байт)
41	SYNC	Выход	Синхронизация активного устройства (обмен)
42	Ucc	-	Напряжение Питания

Подробное описание выводов

Структурная схема

    1          34        30    29    35    31    32    33
    |           |         |     |     |     |     |     |
 CLC|           |     ACLO| DCLO| VIRQ| IRQ1| IRQ2| IRQ3|
    |       INIT|         |     |     |     |     |     |
   \|/          |        \|/   \|/   \|/   \|/   \|/   \|/
    |          \|/        |     |     |     |     |     |
|___|___|      /|\      |_|_____|_____|_____|_____|_____|_|
|схема  |       |       |              Блок               |
|такти- |       |       |           Прерываний            |
|рования|       |       |_______________|_________________|
|___|___|       |                       |
    |           |                      /|\
   /|\          |                       |
    |           |                       |
    |___________________________________|____________________________________
                        |                    |          |           |
                |      \|/                  \|/         |          \|/
                |       |                    |          |           |
       |________|_______|________|  |________|________| |    |______|_____|
       | Блок микропрограммного  |  |  Операционный   | |    |            | IAKO
       |       управления        |  |      Блок       | |    |            -->>>--36
       |___________|_____________|  |________|________| |    |            |
                   |                         |          |    |            | SP
                  \|/                       \|/         |    |            --<<<--27
                  /|\                       /|\         |    |            |
                   |                         |          |    |            | SP
                   |____________|____________|          |    |            -->>>--26
                                |                       |    |            |
                               \|/                      |    |            | RPLY
                                |                       |    |            --<<<--39
                  |_____________|_____________|         |    |            |
                  |                           |         |    |            | SYNC
                  |          Системная        ----<<<---|    |            -->>>--41
                  |          магистраль       |              |            |
                  |                           ----<<<---------            | DOUT
                  |_|_______|_______|_______|_|              | бЛОК       -->>>--37
                    |       |       |       |                | управления |
                   \|/     \|/     \|/     \|/               | системной  | DIN
                   /|\     /|\     /|\     /|\               | магистралью-->>>--38
                    |       |       |       |                | и          |
                 AD0|   AD11|   AD12|   AD15|                | регистрами | WTBT
                    |-------|       |-------|                | ввода\     -->>>--40
                    |       |       |       |                | вывода     |
                                                             |            | DMR
                                                             |            --<<<--5
                                                             |            |
                                                             |            | SACK
                                                             |            --<<<--2
                                                             |            |
                                                             |            | DMGO
                                                             |            -->>>--4
                                                             |            |
                                                             |            | SP
                                                             |            --<<<--3
                                                             |            |
                                                             |            | SEL1
                                                             |            -->>>--7
                                                             |            |
                                                             |            | SEL2
                                                             |            -->>>--8
                                                             |            |
                                                             |            | BSY
                                                             |            -->>>--28
                                                             |____________|

Команды

Код команды указан восьмеричным числом. Именно такой вид удобен для наглядного восприятия команд данного процессора.

Обозначение команды	Код команды	Команда
HALT	000000	Остановка
WAIT	000001	Ожидание
RTI	000002	Возврат из прерывания
BPT	000003	Командное прерывание для отладки
IOT	000004	Командное прерывание для ввода-вывода
RESET	000005	Сброс внешних устройств
RTT	000006	Возврат из прерывания
JMP	0001DD	Безусловный переход по абсолютному адресу, закодированному в DD. Например последовательность 000137 JMP @#7000 007000 указывает процессору взять адрес из ячейки, следующей за командой перехода, и перейти по указанному адресу (в данном случае это восьмеричный адрес 7000).
RTS	00020R	Возврат из подпрограммы
JSR	004RDD	Обращение к подпрограмме
EMT	104000-104377	Командное прерывание для системных программ. Например, EMT 16 имеет код 104016. Для всех EMT-команд прерывание имеет один и тот же вектор, по адресу которого должна находиться подпрограмма, выделяющая номер (в нашем примере это 16) из команды и находящая по зашитой в ПЗУ таблице адрес подпрограммы, обслуживающей конкретную EMT-команду.
TRAP	104400-104777	Командное прерывание. Например, TRAP 4 имеет код 104404. Для всех TRAP-команд прерывание имеет один и тот же вектор, по адресу которого должна находиться подпрограмма, выделяющая номер (в нашем примере это 4) из команды и находящая по зашитой в ПЗУ таблице адрес подпрограммы, обслуживающей конкретную TRAP-команду. Никакой принципиальной разницы между EMT и TRAP нет. Принято команду ЕМТ использовать в системных программах (для компьютера БК - это монитор и система диагностики), а команду TRAP - в программах пользователя.
NOP	000240	(10100000) Нет операции
CLC	000241	(10100001) Очистка флага С (carry = перенос)
CLV	000242	(10100010) Очистка флага V (oVerflow = переполнение)
CLZ	000244	(10100100) Очистка флага Z (zero = ноль)
CLN	000250	(10101000) Очистка флага N (negative = отрицательное значение)
CCC	000257	(10101111) Очистка всех разрядов
SEC	000261	(10110001) Установка флага C (carry = перенос)
SEV	000262	(10110010) Установка флага V (oVerflow = переполнение)
SEZ	000264	(10110100) Установка флага Z (zero = ноль)
SEN	000270	(10111000) Установка флага N (negative = отрицательное значение)
SCC	000277	(10111111) Установка всех разрядов
Фактически вышеприведённые команды с кодами от 240 до 277 это одна команда изменения флагов в слове состояния процессора: `101PNZVC` где: `101xxxxx` - код команды `P` - операция над флагами: 0 = сброс, 1 = установка `N,Z,V,C` - единица в соответствующем разряде означает, что операция затронет данный флаг, ноль означает, что на данный флаг операция не будет иметь никакого влияния. Например: `263 10110011` Установка одновременно и флага C, и флага V. `NOP (240)` это частный случай данной команды, когда не затрагивается ни один флаг. Также есть ещё один вариант NOP: `260 10110000 NOP`
SWAB	0003DD	Перестановка байтов местами в 16-разрядном слове, на которое указывает значение DD.
BR	000400	Безусловный переход по смещению относительно ячейки, следующей за командой. Например, код 000400 означает переход на ячейку, следующую за командой BR, код 000401 — перепрыгнуть через одну 16-разрядную ячейку, 000402 — через две и т. д. Строго говоря, эту команду и все команды перехода по смещению, лучше рассматривать в двоичном или шестнадцатиричном виде. Тогда она будет иметь вид 1NNNNNNNN(bin) или 1NN(hex), где N — значение смещения. То есть команда записывается в старшем байте слова, а смещение — в младшем. Отрицательные значения смещения записываются в дополнительном коде. Это значит, что смещение −1 будет закодировано как FF (hex), и команда будет иметь вид 1FF (hex) или, что то же самое, 777 (oct). При коде 777 будет произведён переход на одну 16-разрядную ячейку назад, то есть на саму команду BR, и произойдёт зацикливание. При коде 776 — на 2 ячейки назад, 775 — на три. и т. д.
BNE	001000	Переход по смещению, если не равно. Код команды — 2NN (hex) — см. описание команды BR. Переход срабатывает, если флаг Z процессора равен 0. Адрес Команда Текст программы на ассемблере 1000: 020104 CMP R1,R4 1002: 001001 BNE MET 1004: 010102 MOV R1,R2 1006: 010103 MET: MOV R1,R3 Здесь команда сравнения CMP производит сравнение содержимого регистров общего назначения R1 и R4 и устанавливает флаги процессора C, V, Z, N согласно результатам сравнения, а команда BNE осуществляет переход на +1 шестнадцатиразрядное слово вперёд, если флаг Z=0.
CLR(B)	*050DD	Очистка битов слова, на которое указывает DD. Команда 0050DD имеет мнемонику CLR, а 1050DD мнемонику CLRB.
COM(B)	*051DD	Инвертирование битов слова, на которое указывает DD.
INC(B)	*052DD	Прибавление 1 в слове, на которое указывает DD.
DEC(B)	*053DD	Вычитание 1 из слова, на которое указывает DD.
NEG(B)	*054DD	Изменение знака
ADC(B)	*055DD	Прибавление переноса
SBC(B)	*056DD	Вычитание переноса
TST(B)	*057DD	Проверка слова и установка флагов процессора C, V, Z, N по результатам такой проверки.
ROR(B)	*058DD	Циклический сдвиг вправо
ROL(B)	*059DD	Циклический сдвиг влево
ASR(B)	*060DD	Арифметический сдвиг вправо
ASL(B)	*061DD	Арифметический сдвиг влево
MARK	*062DD	Восстановление указателя стека (УС)
SXT	*063DD	Расширение знака
MTPS	0061NN	Запись слова состояния процессора (ССП)
MFPS	0067DD	Чтение ССП
MOV(B)	*1SSDD	Пересылка
CMP(B)	*2SSDD	Сравнение
BIT(B)	*3SSDD	Проверка разрядов
BIC(B)	*4SSDD	Очистка разрядов
BIS	*5SSDD	Логическое сложение
XOR	074RDD	Исключающее ИЛИ
ADD	06SSDD	Сложение
SUB	16SSDD	Вычитание
BR	0004XXX	Ветвление безусловное
BNE	0010XXX	Ветвление, если не равно 0
BEQ	0014XXX	Ветвление, если равно 0

— на месте звёздочки может быть либо ноль, либо единица. Соответственно, при 0 команда работает с 16-разрядными словами, при 1 — с 8-разрядными (байтами). При байтовой команде берётся младший байт 16-разрядного машинного слова.

Методы адресации

Операнд задаётся значениями SS (source — источник) и DD (destination — приёмник), при этом первая цифра задаёт режим адресации, а вторая — номер регистра общего назначения (РОН) у процессора. Например, если SS=27, то здесь 2 это метод адресации, а 7 — номер регистра.

Процессор имеет 8 шестнадцатиразрядных РОН: R0, R1, R2….R7. При этом R0-R5 используются для хранения операндов команд.

R6 является указателем стека (SP, Stack Pointer) и содержит адрес вершины стека. При каждой записи в стек, значение SP уменьшается, при затребовании значения из стека SP увеличивается. На использование SP рассчитаны специальные команды, такие как RTI.

Регистр R7 обозначается «PC» (Program Counter — счётчик команд) содержит адрес следующей команды, котроую должен выполнить процессор. Запись числа в регистр R7 равносильна переходу по указанному адресу.

Методы адресации:

Цифра	Метод	Пояснение	Примеры
0	Регистровый	Операндом является содержимое регистра. Например, команда 10304 (1SSDD) копирует содержимое регистра R3 в регистр R4 и записывается как `MOV R3, R4`.	10102 MOV R1, R2
1	Косвенно-регистровый	Регистр содержит адрес операнда	005011 CLR (R1) 005011 CLR @R1
2	Автоинкрементный	регистр содержит адрес операнда. Содержимое регистра после его использования в качестве адреса увеличивается на 2 (для команд над словами) или на 1 (для байтовых команд)	005022 CLR (R2)₊
3	Косвенно-автоинкрементный	регистр содержит адрес адреса операнда. Содержимое регистра после его использования в качестве адреса увеличивается на 2	005032 CLR @(R2)₊
4	Автодекрементный	содержимое регистра уменьшается на 2 (для команд над словами) или на 1 (для байтовых команд) и используется как адрес операнда	005042 CLR _-(R2)
5	Косвенно-автодекрементный	содержимое регистра уменьшается на 2 и используется как адрес адреса операнда.	005052 CLR @_-(R2)
6	Индексный	содержимое регистра складывается с числом, записанным после команды, и полученная сумма используется в качестве адреса операнда	005062 CLR 2(R2) 000002
7	Косвенно-индексный	содержимое регистра складывается с числом, записанным после команды и полученная сумма используется в качестве адреса адреса операнда	005072 CLR @22(R2) 000022

При адресации через регистр РС данные способы адресации называются специальным образом:

Способ адресации	Код	Пояснение	Примеры
непосредственный	27	Операнд хранится в слове, следующем за командой. Фактически это автоинкрементный способ адресации с использованием регистра PC, т.е. PC содержит адрес операнда, а это всегда адрес ячейки, следующей за командой. После происходит инкремент регистра на 2, что в случае использования PC равносильно "перепрыгиванию" на следующий адрес, через ячейку с данными, и число, хранящееся в ней, не исполняется как команда.	012703 MOV #21, R3 000021 012700 MOV #IN,R0 xxxxxx IN:
абсолютный	37	адрес операнда хранится в слове, следующем за командой	CLR @#7000 JMP @#BEN
относительный	67	содержимое РС складывается со словом, записанным в памяти за командой, и полученная сумма используется как адрес операнда.	JMP TV CLR 5554
косвенно-относительный	77	содержимое РС складывается со словом, следующим за командой, полученная сумма используется как адрес адреса операнда.	CLR @MET INC @15342

См. также

1801BMx

Примечания

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .

Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии

[1] roj: bk:1801vm-series [vak.ru]

[2] Speccy — наш выбор! — Показать сообщение отдельно — Цифровая археология: 1801 и все-все-все

Микросхемы типа К1801
Микропроцессоры	К1801ВМ1 К1801ВМ2 К1801ВМ3
Работа с ОЗУ	К1801ВП1-30
Работа с ГМД	К1801ВП1-33
?	К1801ВП1-34
Работа с внешними устройствами	К1801ВП1-35
ПЗУ	К1801РЕ2
Перепрограммируемое ПЗУ	К573РФ3