Функционирование арифметического сопроцессора

Арифметический сопроцессор ВМ87 может работать только в паре с цен­тральным процессором ВМ86/ВМ88, который должен быть установлен в макси­мальный режим (рис. 20). Система с сопроцессором не требует никакой допол­нительной логики, отличающейся от той, которая используется в системе с мак­симальным режимом ЦП. Схема расширенного процессора получается простым

объединением одноименных выводов ЦП и АСП с дополнительным использованием контроллера прерываний ВН59А для организации взаимодействия выход; INT сопроцессора и входа INTR центрального процессора.

Рисунок 20 - Схема подключения AСП к ЦП ВМВ7/ВМ86

Пассивный режим. Взаимодействие процессоров начинается по сигналу RESET, длительность которого должна быть не менее четырех тактов CLK. По окончании этого сигнала АСП»анализирует» уровень сигнала на линии, соединяющей выводы процессоров. Центральный процессор ВМ86 формирует на выходе нулевой сигнал (ВМ88 - единичный сигнал). Через несколько тактов CLK (рис. 21) ЦП производит выборку команд из памяти, начиная с адреса FFFF0H, а сопроцессор следит за его работой, находясь в пассивном режиме. Выбирать команды из памяти может только ЦП, но сопроцессор также получает все команды, записывая их в очередь из байтов команд, идентичную очереди центрального процессора, и контролирует выполнение команд цен­тральным процессором. Временные диаграммы работы АСП в пассивном режи­ме приведены на рис. 22. В этом режиме выводы - , A19/S6 - A16/S3 и AD15 - AD0 используются как входы. Как только в потоке команд появляется команда ESC, АСП начинает переходить из пассивного режима в активный.

Рисунок 21 - Временная диаграмма начальной стадии работы АСП (включение по сигналу RESET)

Рисунок 22 - Временная диаграмма работы АСП в пассивном режиме

Активный режим. Для перехода в активный режим сопроцессор должен установить момент начала выполнения действий, определенных командой ESC. Для этого он начинает анализировать код состояния очереди команд ЦП по линиям QS1, QS0. Как только появляется код QS1 QS0 = 01, соответствующий первому байту команды, и этот байт содержит код ESC = 11011, сопроцессор переходит в активный режим.

Если команда ESC содержит указание о том, что операнд-источник разме­щен в памяти, то ЦП формирует адрес операнда и считывает слово данных. При этом АСП перехватывает 20-битовый адрес операнда, записывая его в регистр ЕР, и слово данных, записывая его в очередь из байтов операндов. При длине операнда более одного слова сопроцессор получает остальные слова самостоятельно, дополнительно запрашивая шину.

Если определенный в команде ESC адрес является адресом приемника, то, перехватив этот адрес в регистр ЕР, сопроцессор игнорирует считанное ЦП слово данных, а позднее, выполнив команду, записывает результат по перехва­ченному адресу.

В любом случае, перейдя в активный режим, сопроцессор выдает сигнал занятости BUSY = 1 на вход центрального процессора. С этого момента оба процессора осуществляют параллельную работу. Сопроцессор выполняет действия, определенные командой ESC, а ЦП продолжает выполнение про­граммы. При этом шиной управляет ЦП, и каждый раз, когда сопроцессору требуется обратиться к памяти, он должен запрашивать шину по одной из линий .

Рисунок 23 - Временная диаграмма процессов запроса, предоставления и освобождения локальной шины по линии

Временные диаграммы процессов запроса и подтверждения захвата ло­кальной шины по линии представлены на рис. 23. Линия используется ВМ87 для запроса локальной шины ВМ86, либо для собственных обращений к памяти, либо для ее предоставления другому МП, который связан с ВМ87 по линии (рис. 24). Последовательность взаимодействия по линии следующая.

1. Сопроцессор ВМ87 посылает запрос ЦП, управляющему шиной, либо»пересылает» запрос, поступивший от другого МП.

1. По прошествии нескольких тактов CLK, необходимых ЦП ВМ86 для завершения текущего цикла шины и перехода выводов в высокоомное состоя­ние, АСП ВМ87 получает сигнал подтверждения шины и начинает ее ис­пользовать либо»пересылает» сигнал подтверждения другому МП.

3. После завершения использования шины АСП ВМ87 посылает сигнал REALEASE центральному процессору,»отпуская» шину, либо»передает» сиг­нал отпускания от другого МП.

Рисунок 24 - Схема использования линий и

Линия используется для связи ВМ87 с другим МП, использую­щим локальную шину совместно с ВМ87 и ВМ86, для быстрого предоставления шины этому МП. Если в момент запроса по линии от другого МП со­процессор ВМ87 не управляет локальной шиной, то процесс передачи шины соответствует приведенному. Когда в момент запроса шиной управляет АСП ВМ87, последовательность взаимодействия по линии следующая (рис. 25).

Рисунок 25 - Временная диаграмма процессов запроса, предоставления и освобождения локальной шины по линии

1. Запрос поступает от МП на АСП ВМ87.

2. Во время ближайшего такта Т4 или Т1 сигнал подтверждения пере­дается от ВМ87 к МП и выводы ВМ87 переходят в высокоомное состояние.

3. После завершения использования шины МП посылает сигнал RELEA­SE сопроцессору ВМ87, который вновь обретает управление локальной шиной.

В активном режиме, когда ВМ87 управляет локальной шиной для пере­сылки данных в/из памяти, код его состояния - дешифруется системным контроллером ВГ88, определяя цикл записи = 110 или считывания = 101. Временные диаграммы, поясняющие работу ВМ87 и управляе­мого им системного контроллера ВГ88, приведены на рис. 26. При обмене данными с внешними устройствами, отображенными на адресное пространство памяти, возможны ситуации, когда ВМ87 ожидает сигнал готовности READY. В этом случае между тактами Т3 и Т4 размещаются такты ожидания TW, число которых определяется временем подготовки внешнего устройства к обмену.

Рисунок 26 - Временная диаграмма работы АСП в активном режиме

6 Процессор ввода-вывода ВМ 89

Поиск по сайту: