Лекция 3. Временные характеристики и временные диаграммы работы микропроцессоров
Адресация – только часть процесса управления памятью и внешними устройствами (ВУ). Кроме адресов требуются стробы чтения и записи (RD и WR), задающие направление обмена, сигналы разрешения работы CS. В системном интерфейсе используется система из четырех сигналов: сигнала чтения из памяти MEMR, записи в память MEMW, чтения из ВУ I/OR и записи во ВУ I/OW. Все эти сигналы имеют активный низкий уровень и представляют собой отрицательный импульс: Основные управляющие сигналы t U Пассивный Активный
Поскольку каждая шина состоит из множества проводников, то в тех случаях, когда конкретное состояние каждого проводника не имеет значения, для всей шины рисуют одну временную диаграмму. Две параллельные линии означают при этом, что некоторые проводники передают сигнал высокого уровня, а некоторые – низкого. Если состояние шины стабильно, то линии идут параллельно друг другу. Изменение состояния шины показывается скрещивающимися линиями Временные диаграммы управляющих сигналов МП
Упрощенная схема чтения данных из памяти микропроцессором: Чтение данных из памяти CPU A DIO MEMR ROM (RAM) A DO RD AB DB
Временные диаграммы чтения данных из памяти микропроцессором: Событие 1 – микропроцессор выставляет на AB адрес нужной ячейки. Чтение данных из памяти
Временные диаграммы чтения данных из памяти микропроцессором: Событие 2 – с некоторой задержкой вырабатывается отрицательный импульс чтения из памяти. Чтение данных из памяти
Временные диаграммы чтения данных из памяти микропроцессором: Событие 3 – память дешифрирует адрес ячейки и выставляет ее содержимое на DB. Чтение данных из памяти
Временные диаграммы чтения данных из памяти микропроцессором: Событие 4 – импульс чтения возвращается в пассивное состояние. Длительность импульса должна быть достаточной, чтобы память успела выставить на DB содержимое адресованной ячейки, а микро- процессор их считать. Чтение данных из памяти
Временные диаграммы чтения данных из памяти микропроцессором: События 5, 6 – состояние шин A и D может вновь измениться. Чтение данных из памяти
Состояние шины стабильно Изменение состояния шины Переход с высокого уровня на низкий (с 1 на 0) Переход с низкого уровня на высокий (с 0 на 1) Пояснения к временным диаграммам
Упрощенная схема записи данных в память микропроцессором: Запись данных в память CPU A DIO MEMW RAMRAM A DIODIO WR AB DB
Временные диаграммы записи данных в память микропроцессором: События 1, 2 – микропроцессор выставляет на AB адрес нужной ячейки, одновременно (или с некоторой задержкой), микропроцессор выставляет на DB данные, подлежащие записи. Запись данных в память
Временные диаграммы записи данных в память микропроцессором: Событие 3 – микропроцессор вырабатывает отрицательный импульс записи. Запись данных в память
Временные диаграммы записи данных в память микропроцессором: Событие 4 – после задержки, достаточной для надёжной записи в память, импульс записи в память прекращается. Запись данных в память
Временные диаграммы записи данных в память микропроцессором: События 5, 6 – состояние шин D и A может вновь измениться. Запись данных в память
Упрощенная схема чтения данных микропроцессором из внешнего устройства (ВУ) через порт: Чтение данных из порта ввода CPU A DIO I/OR Port A DO RD AB DB DIDI ВУ
Временные диаграммы чтения данных из порта ввода: Временные диаграммы чтения данных из порта ввода те же, что и для чтения данных из памяти, с той лишь разницей, что управляющий сигнал чтения из порта обозначается, как I/OR. Чтение данных из порта ввода
Упрощенная схема записи данных микропроцессором во внешнее устройство через порт: Запись данных в порт вывода CPU A DIO I/OW Port A DIDI WR AB DB DODO ВУ
Временные диаграммы записи данных в порт вывода: Временные диаграммы записи данных в порт вывода схожи с временными диаграммами записи данных в память. Отличием является обозначение управляющего сигнала записи в порт (I/OW). Запись данных в порт вывода