Дәрістер тезистері

IF (interrupt flag) үзілісі мүмкіндігі жалаушасы және трассировка жалаушасы TF (trap flag) стектік жадта регистр құрамы сақталғаннан кейін үзіліс кезінде алынып тасталады.

9.3.-сурет. Қорғалған режимдегі үзіліс дескрипторы

Үзіліске  қарасты жалаушалар

9.4-суретте жалаушалар регистрі құрамы көрсетілген.

9.4.-сурет. Жалаушалар регистрі форматы

Жалауша орнатуда IF микропроцессордың 1NTR шығуына түсетін сигнал үзіліске алып келеді, ал IF жалаушаны алып тастағанда бұл сигнал үзіліске алып келмейді. Трассировка (TF — I) жалаушасын орнатқанда әр бір команда орындалғаннан кейін 1 типті үзіліс болады(int ih). Сондықтан программаның орындалуының бұл режимі қадамдық деп атайды.

Үзіліс жалауасы STI және CLI командаларымен орнатылады және тазаланады сәйкесінше. 

Аппараттық үзіліс

Препроцессор  екі қорытуға ие. Әр түрлі екі  сигнал аппаратты үзіліс үшін: маскаланбайтын  үзіліс(NMI — non-maskable irrupt) және маскаланатын үзіліс (INTR — interrupt request). INTR сигналын активтендіргенде процессор сырттан үзіліс векторын алатын  INTA үзілісін бекітеді.

INTR сигналы бойынша  кез келген үзіліс векторы  таңдалуы мүмкін. Алайда ереже  бойынша  20Н—FFH типіндегі үзіліс  пайдаланылады. 

Негізгі әдебиеттер: [1] – 31- 800 б, [2] – 15-600 б

Бақылау сұрақтары:

1. Қандай үзіліс векторлары  Intel корпорациясымен резервтелген ?
2. 0 векторы бойынша үзіліс қалай жүзеге асатынын түсіндіріңіздер.
3. Микропроцессордың қорғалған режимді жұмсы үшін IDT үзілістер дескрипторы кестесі қайда орналасқан ?
4. Микропроцессордың қорғалған режимдегі жұмысы үшін әрбір дескриптор қандай ақпаратты қамтиды?
5. Микропроцессордың қорғалған және нақты режимінде орындалатын үзілістер арасындағы айырмашылықты баяндаңыздар.

 

10-Дәріс. Жадқа тікелей кіру

Енгізу-шығарудың  жадқа тікелей кіруді қолдану  арқылы соңғы жүйесі немесе ағылшынша айтқанда  DMA (direct memory access) көрсетілген. DMA қолдану арқылы енгізу-шығару әдісі микропроцессор қатысуынсыз жадқа тікелей кіруді қамтамасыз етеді, яғни микропроцессордың уақытша өшуі бойында. Бұл жылдамдығы DMA бақылаушысы немесе жүйедегі жад элементтнрімен шектелген енгізу-шығару құрылғылары және жад арасындағы мәліметтер алмасуға мүмкіндік береді. Өткізу жылдамдығы  DMA қолданғанда  может достигать 32—40 Мбайт/с –қа жетуі мүмкін.

DMA өткізулері  көптеген мақсаттарда қолданылады,  бірақ көбінесе динамикалық жадты қайта генерациялау, экранда және дискіде сыртқы жүйеде  ақпаратты жаңарту үшін қолданылады.  DMA-тткізулері жоғары жылдамдықтағы"жад-жад" типіндегі өткізулерді ұйымдастыру үшін қолданылады.

Дискілердегі  есте сақтау құрылғыларына иілгіш, қатты және оптикалық дискілердегі жинағыштар, ал видеожүйелерге цифралық және аналогтық мониторлар кіреді.

Жадқа тікелей  кіру процесінің негіздері

Жадқа тікелей  кіру процесін сұрау және бекіту үшін микропроцессор базасындағы жүйе үшін екі басқрушы сигнал қолданывлады.

HOLD (hold) сигналы  — бұл микропроцессор үшін  оның бір атты қорытуында кіру  сигналы, ол жадқа тікелей кіру  процесі орындалуы үшін құрылғы  тарапынан жүйелік шинаны сұрау  үшін қолданылады.

HLDA (hold acknowledge) сигналы  DMA процессінің орындалуы үшін жүйелік шинаның көрсетілуін бекітетін микропроцессордың шығу сигналы боп табылады.

Негізгі амалдар

Жадқа тікелей  кіру көмегімен микропроцессоды  қаолданбай мәліметтер алмасу әдетте енгізу-шығару құрылғысы мен жад  арасында жүзеге асады. DMA процедурасы орындаған кезде оқу командасы бойынша жадтан енгізу-шығару құрылғысына мәліметтер өткізу, ал жазу командасы бойынша мәліметтер өткізудің кері амалы жүзеге асады, яғни енгізу-шығару құрылғысынан жадқа өтеді. Екі амалда да жадты және енгізу-шығару құрыфлғысын басқару бір мезгілде жүреді, сондықтан олар үшін жүйеде оқу және жазу үшін жеке басқару сигналдары бар. Бұндай басқару шинасы сигналдарының арнаулы құрылымы  жадқа тікелей кіру көмегімен мәліметтер алмасуға мүмкіндік береді. DMA процедурасы орындалуы кезінде мәліметтерді өткізу үшін жадтан енгізу-шығару құрылғысына оқу амалы кезінде  MEMR (MRDC) және  IOW  (IOWC) сигналдары бір мезгілде жүреді, ал жазу амалы кезінде MEMW (MWTC) және IOR (IORC) сигналдары активтендіріледі. Басқару шинасының мұндай сигналдары Intel тобы микропроцессорларының барлық жүйелерінде бар.

Мәліметтерді  өткізу жылдамдығы жад жұмысы жылдамдығымен  немесе DMA бақылаушысы жылдамдығы көмегімен анықталады, бұл жиі DMA өткізулерін басқарады. Жад жылдамдығы 100 нс болған жағдайда, онда ақпарат алмасу DMA көмегімен 1/100 нс немесе 10 МГц жиілікпен болады. Егер DMA бақылаушысы жұмысында максимальды 5 МГц жиілікте 100 нс жылдамдықтағы жад қолданылады.Онда мәліметтер берудің максимальды жиілігі 5 МГц құрайды, яғни DMA бақылаушы жадтан гөрі жайырақ жұмыс істейді. Көп жағдайда DMA бақылаушы алмасу кезінде жүйе жылдамдығын DMA көмегімен бәсеңдетеді.

Принтермен  жұмыс істегенде жадқа тікелей  кіру

10.3 – суретте  сұлба принтермен жұмыс істегенде  DMA процедурасын жүзеге асырады.  Принтерге жіберілген мәліметтерді  Centronics интерфейсімен фиксациялау үшін  жадқа тікелей кіру режимінде алмасу уақытында  74LS373 қолданылады. Оған келетін жазу импульсы DMA процедурасы кезінде , бір вибратора 74LS122 көмегімен принтер үшін Strobe мәліметтерді стробирлеу сигналын береді.  АСК мәліметтерді қабылдауды бекіту сигналы ол келесі мәліметтерді қабылдауға дайын болғанша принтерден оралады.

Мәліметтерді  ағымдық сегменттен баспаға шығару процедурасы 13.3.-мысалда келтірілген. Бұл процедура DMA 8237А-5 бақылаушысын программалайды, бірақ іс жүзінде өзі ештеңені баспаға шығармайды. Баспаны DMA бақылаушысы басқаруында жадтан мәліметтер алушы принтер орындайды.

10.3.-сурет. Жадқа тікелей кіру процедурасы үшін принтера интерфейсі

10.1.-мысал.  Процедура  жадқа тікелей кіру қолдануымен мәліметтерді принтерге шығару

Жадқа тікелей кіру қолдануымен мәліметтерді принтерге шығару және 10.3.-суретте  көрсетілген схема процедурасы;

Шаырылатын  параметрлер:

ВХ = баспа үшін мәліметтер орналасқан орын ауыстыру ;  

DS = баспа үшін мәліметтер орналасқан сегмент; 

              СХ = баспа үшін байт саны;

= 0010 LATCHB EQU ЮН ; адрес U3

- 007С CLEAR_F EQU 7CH ; триггерлер Firs/Last

= 0076 СНЗ_А  EQU 76H ; ағын адрес регистры 3

= 0077 СНЗ_С  EQU 77H 3 ағын қабатын санау регистры

= 007В            MODE  EQU      7BH         режимдер регистры

= 0078            CMMD  EQU      78H        басқару регистры

= 007F             MASKS  EQU       7FH      маскалр регистры

= С079               REQ      EQU      7 9H       сұраныстар регистры

0000          PRINT   PROC FAR USES AX CX BX

0003   661 B8 00000000 MOV       EAX,0

0009   8C D8               MOV      AX,DS     программалау

000B 661 Cl E8 04     SHR   EAX,4               адрес U3

000F   50                      PUSH                          AX

0010    661 Cl ES 10   SHR      ЕАХ,16

0014   Е6 10                 OUT    LATCHB,AL

0016  58                        POP     AX           адрес регистрын программалау

0017  E6  76                  OUT   CH3_A,AL

0019   8А С4                 MOV   AL,AH

001В   Еб 76            OUT     CH3_A,AL

001D  SB Cl              MOV   AX,CX    санау регистрын программалау

001F   48                       DEC    AX           сөздер санаудың мәнін қысқартулов

020   36 77                    OUT   CH3_C,AL

0022   8А                      MOV  AL,AH

0024   Е6 77                 OUT   CH3_C,AL

0026   ВО OB               MOV   AL,0BH     программалау

0028   Е6  7В                OUT   MODE,AL  режимдер регистры

002A  BO 00                MOV   AL, 0       мәліметтерді  блокты өткізуге рұқсат

002С   Еб 78                OUT    CMMD,AL    "жад-жад"-тан  басқа

002Е   ВО 07               MOV    AL,7       канал 3 ағынын маскалау

0030   Е6 7F                OUT    MASKS, AL

RET

0036       PRINT          ENDP

Жалпы шинаны функционалдау. Күрделі компьютерлік жүйелер алдында көптеген мәселелер тұрғаны сонша, кейбр жүйелер жұмысты орындау үшін бір микропроцессордан көбірек қолданады. Бұл мультипроцессорлық (multiprocessing) немесе көппроцессорлық жүйе деп аталады. Кейде мұндай жүйелерді таратылған (distributed) деп те атайды. Бірден артық есептер орындайтын жүйелер көп есепті (multitasking) деп аталады. Бірден көп микропроцессор қолданатын жүйелер үшін басқарудың сәйкес әдісі жасалып қолданылуы керек. Таратылған, көппроцессорлы және көпесепті жүйелерге әр бір микропроцессор екі шинаға кіру мүмкіндігіне ие:

- локалдық шинаға (local bus);

- жалпы шинаға (shared bus).

10.4.-сурет. Бөлінген және локальды шиналар блок-схемасы

Негізгі әдебиеттер: [1] – 31- 800 б, [2] – 15-600 б

Бақылау сұрақтары:

1. Микропроцессордың қандай қорытулары жадқа тікелей кіру режимінде (DMA) Сұраныс және алмасуды бекіту үшін қолданылады?
2. HOLD қорытуына жоғары логикалық деңгейде сигнал беру кезінде не болатынын түсіндіріңіздер.
3. DMA процедурасы орындалған және оқу амалы кезінде мәліметтер  _____ -дан _____-ға беріледі.
4. DMA процедурасы орындалған және жазу амалы кезінде мәліметтер ______-дан  _____-ға беріледі.
5. DMA бақылаушысы қандай сигналдар көмегімен DMA режимінде өткізу кезінде қолданылатын жадқа қатынас жасай алады?

 

11-Дәріс. Арифметикалық қосалқы процессор және кеңейтілген ММХ. Қосалқы процессордың арифметикалық форматтық мәліметтер. 80х87 Қосалқы процессор архитектурасы. Қосалқы процессор  командасы. Программалық қосалқы процессор.

Арифметикалық Intel қосалқы процессор 8087, 80287, 80387SX, 80387DX, және де қосалқы процессор 80487SX, 80486SX  процессормен бірге жұмыс істейді. Микропроцессор құрамына 80486DX—Pentium 4 жоғарғы арифметикалық қосалқы процессор енгізілген. Бірақ кейбір IBM және Cyrix фирмасы шығарған 80486 микропроцессор моделінде  қосалқы процессор болмайды. Кейбір қосалқы процессор моделінің байланысы, негізінен аппараттың ерекше орталық процессормен; программалық  модель және сонымен қатар олардың системалық командасы өзгерілмеген. 80x87 қосалқы процессоры базалық арифметикалық операцияны қамтамасыз етеді (қосу, кеміту, бөлу және көбейту),  квадраттық түбірден шығару, логарифмді есептеу және тангенс және арктангенстің жуық мәні. Қосалқы процессормен жұмыс жасаған кезде, келесі типтік мәліметтерді пайдаланамыз:  16-, 32- және 64-биттік бүтін мән, екілік – ондық мәліметтер ( BCD)  18 ондық санымен,  сонымен қатар  32-, 64- және 80-биттік жуық нүктеде анық.. 80х87 қосалқы процессор орталық процессорға қарағанда тез жұмыс істейді.  Pentium Pro—Pentium 4 процессорінде қосалқы процессор өнімділігіне  raov және FCOMI жаңа нұсқа қосылсада өзгерген жоқ.

Жүйелік команданың мультимедиялық кеңейтілуі немесе ММХ (multimedia extension) Pentium—Pentium 4 процессоры қосымша есептеу құрылымымен бірге   арифметикалық  қосалқы процессордің регистры қолданылады..

Арифметикалық   сопроцессордың форматтық мәліметтері

Бүтін белгі

Форматық белгі  бүтін санның қосалқы процессоры мен орталық процессор мәліметті  бірдей. Арифметикалық  қосалқы процессор  жұмысында   I6-, 32- және 64-биттік бүтін сан қолданылады. 16 бит бүтін шексіз бүтін сөз деп аталады (word integer) (word), 32 бит қысқа бүтін сөз (short integer), n 64-бит ұзын бүтін (long integer). 11.1 сур. Қосалқы процессордың бүтін санның форматтық мәліметті көрсетілген. 16 – және 32 – битті бүтін сан қосалқы процессор өзгеріссіз қалады.

 

11.1-сурет. 80х87 қосалқы процессоры бүтін белгі форматта: :бүтін сөз (а),  қысқа бүтін сөз (б), ұзын бүтін(в).

 Ескре кету керек, оң сан түзу екілік кодта нөлдік мәннің сол жақ битте, ал теріс – қосымша кодта бірлік мәнінде сақталады.

Диапазон 16-бит бүтіннен — -32,768 дейін +32,767. Қысқа бүтін диапазон  ±2 х 10+9, ал ұзын бүтін -±9х10+18 құрайды.

Берілген бүтін  сан сақталады және олар DW директивасы  нақты істелінеді  ( 16-биттік бүтін үшін), DD (қысқа бүтін үшін).

Берілген жуық нүкте нақты сан және ANSI  форматта жоғарғы шығару системасын қабылдайды.

11.2-сурет. 80х87 қосалқы процессор форматы арифметикалық мәліметтің жуық нүктесі:

Нақты сандық форматты өңдеу

Ондық сандарды келесі түрде беріледі:

1. Ондық санды екілік санға өзгерту.

2. Екілік санды бірыңғайлау.

3. Аралас реттік санды есептеп шығару.

4. Санды формат мәліметтінде жуықтап сақтау.

1ОО.25_1О ондық санды нақты дара санға өзгерту мысалын қарастырайық (32-бит).

11.1-мысал. 100,25 ондық санды нақты дара санға өзгерту

Қадам         Нәтиже

1 100.25 - 1100100.01

2 1100100.01 = 1.10010001 х 26

3. 110 + 01111111 - 10000101
4. таңба = 0,

реттік = 10000101,

мантисса = 10010001000000000000000

Аралас реттік санды үшінші қадамда 110 (6 — бұл екілік санды бірыңғайлау) есептеп шығарғанға тең және аралас 011 111 11 (7FH), бұл 10000101 (85Н) құрайды. Аралас реттік санды дара нақты 7FH санға тең, дәлдік — 3FFH, ал кеңейтілген дәлдік — 3FFFH.