9. MERKEZİ İŞLEM BİRİM MODÜLÜ TASARIMI



Benzer belgeler
İ.T.Ü. Eğitim Mikrobilgisayarının Tanıtımı

MC6800. Veri yolu D3 A11. Adres yolu A7 A6 NMI HALT DBE +5V 1 2. adres onaltılık onluk bit 07FF kullanıcının program alanı

8086 nın Bacak Bağlantısı ve İşlevleri. 8086, 16-bit veri yoluna (data bus) 8088 ise 8- bit veri yoluna sahip16-bit mikroişlemcilerdir.

8. MİKROİŞLEMCİ MİMARİSİ

BÖLÜM Mikrodenetleyicisine Giriş

Mikrobilgisayarlar ve Assembler. Bahar Dönemi. Vedat Marttin

MİKROBİLGİSAYAR SİSTEMLERİ VE ASSEMBLER

MIKRODENETLEYICILER. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı

MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELİŞTİRME PROJESİ. 1. Tipik bir mikrobilgisayar sistemin yapısı ve çalışması hakkında bilgi sahibi olabilme

DERS 3 MİKROİŞLEMCİ SİSTEM MİMARİSİ. İçerik

İşletim Sistemlerine Giriş

x86 Ailesi Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

Sistem Programlama. Kesmeler(Interrupts): Kesme mikro işlemcinin üzerinde çalıştığı koda ara vererek başka bir kodu çalıştırması işlemidir.

B.Ç. / E.B. MİKROİŞLEMCİLER

Mikroişlemci Sistemleri. Y. Doç. Dr. Tuncay UZUN Y.T.Ü. Elektrik-Elektronik Fakültesi Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi

Temel Mikroişlemci Tabanlı Bir Sisteme Hata Enjekte Etme Yöntemi Geliştirilmesi. Buse Ustaoğlu Berna Örs Yalçın

İLERI MIKRODENETLEYICILER. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı

Haftalık Ders Saati Okul Eğitimi Süresi

HAFTA 1 KALICI OLMAYAN HAFIZA RAM SRAM DRAM DDRAM KALICI HAFIZA ROM PROM EPROM EEPROM FLASH HARDDISK

BİLGİSAYAR KULLANMA KURSU

EEM 419-Mikroişlemciler Güz 2016

7. BELLEK BİRİMİ. Şekil 7-1 Bellek Birimlerinin Bilgisayar Sistemindeki Yeri

DERS 12 PIC 16F84 ile KESME (INTERRUPT) KULLANIMI İÇERİK

Bellekler. Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MİKROİŞLEMCİLİ SİSTEM LABORATUVARI KESMELİ GİRİŞ/ÇIKIŞ

8051 Ailesi MCS51 ailesinin orijinal bir üyesidir ve bu ailenin çekirdeğini oluşturur çekirdeğinin temel özellikkleri aşağıda verilmiştir:

4. Giriş/Çıkış Organizasyonu (I/O Organization) ve Yol Erişimleri

EEM 419-Mikroişlemciler Güz 2017

İşletim Sistemlerine Giriş

Yrd.Doç.Dr. Celal Murat KANDEMİR

Mikrobilgisayar Donanımı

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

8051 Ailesi MCS51 ailesinin orijinal bir üyesidir ve bu ailenin çekirdeğini oluşturur çekirdeğinin temel özellikkleri aşağıda verilmiştir:

Mikroişlemcili Sistemler ve Laboratuvarı

BM-311 Bilgisayar Mimarisi. Hazırlayan: M.Ali Akcayol Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Mikrobilgisayarlar. Mikroişlemciler ve. Mikrobilgisayarlar

Dr. Feza BUZLUCA İstanbul Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

BEKLEMELĐ ÇALIŞMA VE ZAMAN SINIRLI ĐŞLER. 1. Genel Tanıtım. 2- WAIT işaretinin üretilmesi

Temel Flip-Flop ve Saklayıcı Yapıları. Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

Giriş/Çıkış Arabirimi MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Arabirim Özellikleri. Giriş/Çıkış Adresleri. G/Ç Arabirimlerinin Bağlanması

BÖLÜM 8 MANDAL(LATCH) VE FLİP-FLOPLAR SAYISAL ELEKTRONİK. Bu bölümde aşağıdaki konular anlatılacaktır

Bölüm 4 Ardışıl Lojik Devre Deneyleri

BÖLÜM 7 Kesmeler.

Bilgisayar Mühendisliğine Giriş. Yrd.Doç.Dr.Hacer KARACAN

Merkezi İşlem Birimi MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. MİB Yapısı. MİB Altbirimleri. Durum Kütüğü. Yardımcı Kütükler

İÇİNDEKİLER 1. KLAVYE KLAVYE RB KLAVYE RBHIGH DİSPLAY... 31

1. Bölüm İ.T.Ü. Eğitim Mikrobilgisayarının Tanıtımı

Teorik Bilgi DENEY 7: ASENKRON VE SENKRON SAYICILAR

DERS 10 İŞLETİM SİSTEMİ ÇALIŞMA PRENSİBLERİ VE HATA MESAJLARI

Hacettepe Robot Topluluğu

Merkezi İşlem Birimi MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. MİB Yapısı. MİB in İç Yapısı. MİB Altbirimleri. MİB in İç Yapısı

CUMHURİYET MESLEKİ VE TEKNİK ANADOLU LİSESİ BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİNİN TEMELLERİ DERSİ DERS NOTLARI BELLEKLER

7. HAFTA KBP208 VE ASSEMBLER. Öğr.Gör. Kürşat M. KARAOĞLAN.

Sanal Bellek (Virtual Memory)

BİLGİSAYAR MİMARİSİ. << Bus Yapısı >> Özer Çelik Matematik-Bilgisayar Bölümü

Bir devrede bellek elemanı olarak kullanılmak üzere tutucuları inceledik.

DIGIAC 2000 Deney Seti PAT İŞLEMCİ KARTI :

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Microprocessors EEE

Mantık fonksiyonlarından devre çizimi 6 Çizilmiş bir devrenin mantık fonksiyonunun bulunması

Mikroişlemcili Sistemler ve Laboratuvarı 6.Hafta

MİKROİŞLEMCİ İLE A/D DÖNÜŞÜMÜ

(Random-Access Memory)

Mikroişlemci ile Analog-Sayısal Dönüştürücü (ADC)

1969 yılında, klasik (Elektrik) kumandanın. Elektronik karşılığı olan ilk PLC yapıldı yılında ise dört yıllık bir çalımanın ürünü

EasyPic 6 Deney Seti Tanıtımı

İşlem Yönetimi (Process Management)

MİKROİŞLEMCİ MİMARİLERİ

Bilgi ve İletişim Teknolojileri (JFM 102) Ders 10. LINUX OS (Programlama) BİLGİ & İLETİŞİM TEKNOLOJİLERİ GENEL BAKIŞ

7. BELLEK B R M. ekil 7-1 Bellek Birimlerinin Bilgisayar Sistemindeki Yeri

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: CME 2006

PIC Mikrodenetleyicileri

İŞLEMCİLER (CPU) İşlemciler bir cihazdaki tüm girdilerin tabii tutulduğu ve çıkış bilgilerinin üretildiği bölümdür.

İLERI MIKRODENETLEYICILER. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı

İşletim Sistemlerine Giriş

Bölüm 8: Ana Bellek. Operating System Concepts with Java 8 th Edition

K uark projesi. Temel Özellikler :

İÇİNDEKİLER. 1-1 Lojik ve Anahtara Giriş Lojik Kapı Devreleri... 9

EEM 306 Mikroişlemciler ve Lab. Doç.Dr. Mehmet SAĞBAŞ

Bir devrede bellek elemanı olarak kullanılmak üzere latch leri inceledik.

XC8 ile PİC uygulamaları

1. Sayıcıların çalışma prensiplerini ve JK flip-floplarla nasıl gerçekleştirileceğini anlamak. 2. Asenkron ve senkron sayıcıları incelemek.

DERS 13 PIC 16F84 ile DONANIM SAYICI KULLANIMI İÇERİK KESME

PORTLAR Bilgisayar: VERİ:

Mikroişlemcili Sistemler ve Laboratuvarı

UYGULAMA 1 24V START CPU V LO. Verilen PLC bağlantısına göre; START butonuna basıldığında Q0.0 çıkışını aktif yapan PLC programını yazınız.

İşletim Sistemi. BTEP205 - İşletim Sistemleri

Mifare Kart Yazıcı/Okuyucu Modül (MFM-200)

İŞLETİM SİSTEMİNİN TEMELLERİ VE POST (İLK AÇILIŞ)

Bölüm 7 Ardışıl Lojik Devreler

Seri Giriş, Seri Çıkış

BÖLÜM 7 XTAL2 XTAL1. Vss. Şekil Mikrodenetleyicisi osilatör bağlantı şekli. Bir Makine Çevrimi = 12 Osilatör Periyodu

MIKRODENETLEYICILER. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı

ATBRFN. Radyo Frekansı (RF) Tabanlı Dorse Takip Birimi. Bilgi Dokümanı (ATBRFN) 1

Deney 2. Kesme Uygulamaları

Basit Işık Kontrolü. 1. Bit, Byte, Word, Double Word kavramları:

Giriş/Çıkış Arabirimi MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Giriş/Çıkış Adresleri. MİB ve G/Ç Arabirimi. Asenkron Veri Aktarımı. MİB ve Çevre Birimleri Bağlantısı

Ders Notlarının Creative Commons lisansı Feza BUZLUCA ya aittir. Lisans:

DERS 5 PIC 16F84 PROGRAMLAMA İÇERİK. PIC 16F84 bacak bağlantıları PIC 16F84 bellek yapısı Program belleği RAM bellek Değişken kullanımı Komutlar

Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu Giriş

Transkript:

1 9. MERKEZİ İŞLEM BİRİM MODÜLÜ TASARIMI Mikroişlemci temelli sistem donanımının en önemli kısmı merkezi işlem birimi modülüdür. Bu modülü tasarlamak için mikroişlemcinin uç işlevlerinin çok iyi bilinmesi gerekir. 9.1. 6802 Mikroişlemci Özellikleri Mikroişlemcinin genel özellikleri 6800 mikroişlemcisi ile tam uyumlu komut seti, TTL uyumlu giriş ve çıkış uçları, 64 KB bellek adreslemek için 16-bit adres yolu, 8-bit veri yolu, donanımla ve yazılımla kesme yeteneği, tümleşik RAM bellek birimine sahip olmasıdır. 9.2. 6802 Mikroişlemcisinin Uç Tanımları Mikroişlemcilerin adres ve veri yolları, fonksiyonel olarak aynı olmakla birlikte fiziksel olarak boyutları ve uç tanımları değişik olabilir. Kontrol yolları ise kavramsal olarak aynı olmakla beraber, mikroişlemcinin mimari yapısına ve çalışma şekline bağlı olarak değişik özellikler gösterir. Şekil 9-1 6802 Mikroişlemcisinin uç tanımları

9.2.1. Besleme Uçları 2 Şekil 9-2 İç RAM için dışarıdan batarya ile besleme devresi 9.2.2. İç Bellek Seçim Ucu (RE) 6802 Mikroişlemcisi, 128 baytlık bir RAM bellek birimini tümleşik olarak içinde bulundurur. Bu bellek birimi mikroişlemci bellek haritasında 0000H ile 007FH adres alanında bulunur. İç bellek biriminin seçilmesi için RE ucu lojik 1 yapılmadır. Şekil 9-3 Kristal Bağlantı Şekli 9.2.3. Kristal Osilatör (XTAL, EXTAL) ve Sistem Saati (E) Uçları 9.2.4. Adres Yolu Uçları (A0-A15) Mikroişlemci birimi 64 KB bellek boşluğunu adreslemek için bellek biriminden okuma/yazma işlemini yaparken 16-bitlik adres bilgisini bu üç durumlu on altı uçtan (A0-A15) olduğu gibi dışarıya çıkarır. 9.2.5. Veri Yolu Uçları (D0-D7) Mikroişlemci birimi bellek biriminden okuma/yazma işlemini yaparken 8-bitlik veri girişi ve çıkışını sağlamak üzere bu üç durumlu sekiz ucu (D0-D7) kullanır. Veri uçları grubuna kısaca veri yolu denir. 9.2.6. Bellek Okuma/Yazma Kontrol Uçları 6802 mikroişlemcisi, belirlenen bir adresteki bellekten veri okumak veya yazmak için geçerli bellek adresinin adres yolunda olduğu zamanı, aktif 1 VMA (Valid Memory Access) çıkış kontrol ucunu kullanarak belirtir. Şekil 9-4 6802 Mikroişlemcisinin bellek okuma zamanlaması

3 Şekil 9-5 6802 Mikroişlemcisinin bellek yazma zamanlaması 9.2.7. Bellek Hazır Ucu Bellek hazır (MR, Memory Ready) giriş ucu ise 6802 mikroişlemcisinin bellek okuma/yazma hızına uygun olmayan düşük hızda çalışabilen belleklerle çalışma için kullanılır. E sistem saatinin 1 olduğu zaman içinde bu uca 1 uygulandığında mikroişlemci E sistem saatinin 1 olduğu süreyi uzatır. 9.2.8. Durdurma Ucu Bu aktif-sıfır giriş kontrol işareti mikroişlemci biriminin çalışmasını bütünüyle durdurmak için kullanılır. Mikroişlemciye dur ( HALT ) işareti uygulandığında yürütülmekte olan komutun çalışması bittikten sonra, geçerli bellek adresi ucu (VMA) 0, yol uygunluğu (BA) ucu 1 ve diğer bütün üç durumlu yollar üçüncü durumda olur. Böylece başka bir kontrol birimi ve mikroişlemci birimi sistemin kontrolünü devralarak adres ve veri yollarına hükmedebilir. Bu uç kullanılmadığı zaman 1 de tutulmalıdır. 9.2.9. Yol Uygunluğu Ucu Bu çıkış kontrol işareti, mikroişlemci biriminin çalışmasının durdurulduğunu, sistemin adres ve veri yolunun başka birimler tarafından kullanılmaya uygun olduğunu bildirmek için kullanılır. Mikroişlemciye dur işareti uygulandığında veya WAIT komutu çalıştığında yol uygunluğu (BA) ucu 1 ve bütün üç durumlu yollar üçüncü durumda olur. 9.2.10. Yeniden Başlatma Ucu Bu aktif-sıfır giriş kontrol işareti mikroişlemci biriminin çalışma başlangıç durumunu koşullandırmak için kullanılır. Karmaşık sayısal devrelerden oluşan mikroişlemciye güç verildiğinde, saat işaretinin kararlı hale gelmesi, uç işaretlerinin ve iç devrelerin ilk koşullarının yerine getirilmesi için mikroişlemcinin içeride çalışması gerekir. Şekil 9-6 Yeniden başlatma devresi

4 Şekil 9-7 6802 Mikroişlemcisinin yeniden başlatma (reset) ve kesme zamanlaması

5 9.2.11. Kesme Uçları NMI aktif-sıfır giriş, reset işleminden sonra düşen kenar gelmesiyle örtülemeyen kesme (Non Maskable Interrupt, NMI) isteğini sağlar. Mikroişlemci çalışırken engellenmesi mümkün değildir. IRQ aktif-sıfır girişi ise, asenkron örtülebilir I kesme isteklerini sağlar. Reset sırasında Durum Kodu Yazmacındaki I kesme mask biti 1 yapılır ve mikroişlemci birimi yazılım ile izin verilene kadar gelen herhangi bir örtülebilir kesme (Interrupt Request IRQ) dikkate alınmaz yani örtülür. IRQ girişi aktif sıfır seviyeye duyarlıdır ve dışarıda kaynağa bağlı (pull-up) direnç ile bağlanmış-veya mantığında çoklu giriş şeklinde bağlanabilir. Böylece aynı uca birden fazla kesme işareti uygulanabilir. Kesme işlemlerinin başlatılması ile ilgili zamanlama diyagramı Şekil 9-7 de verilmiştir. Şekil 9-8 6802 Mikroişlemcisinin dış birimlerle bağlantısı

6 9.3. 6802 Mikroişlemcisinin Kesme Akış Diyagramı Şekil 9-9 Kesmeler için akış diyagramı

7 9.3.1. Yeniden Başlatma (RESET) 9.3.2. Örtülemez Kesme (NMI) 9.3.3. Örtülebilir Kesme İsteği (IRQ) Mikroişlemcinin diğer donanım kesmesi ucu ise örtülebilir kesme isteği (IRQ), ucudur. Şekil 9-9 daki akış diyagramında da gösterildiği gibi IRQ ucuna işaret geldiğinde mikroişlemci Durum Kodu Yazmacının (CCR) kesme örtme bayrağına bakar. Eğer I= 1 ise kesme işareti dikkate alınmaz ve ana program kesintiye uğramadan çalışmasına devam eder. 9.3.4. Yazılım Kesmesi (SWI) Kullanıcının yazılım ile kesme oluşturabilmesi için mikroişlemcinin bir tane yazılım kesmesi (SWI) vardır. 9.3.5. Donanım Kesmesi Bekleme (WAI) Ayrıca kullanıcının yazılım ile NMI ve IRQ donanım kesmelerini kontrol edebileceği bir kesme bekleme komutu vardır. 9.4. Kesme Önceliği Tablo 9-1 de 6802 mikroişlemcisinde kesme işaretlerinin aynı anda gelmesi veya bir kesme işlemi yürütülürken diğer bir kesme işaretinin gelmesi durumunda hangi öncelikle dikkate alınacağının sıralaması verilmiştir. Tablo 9-1 Kesme Önceliği Kesme Önceliği Kesme Adı Kesme Vektör Adresi 1 RESET FFFE:FFFF 2 NMI FFFD:FFFC 3 SWI FFFA:FFFB 4 IRQ FFF8:FFF9 Örnek 10-2. 6802 mikroişlemcisine örtülemez donanım kesmesi (NMI) işareti gelmesi durumunda, aşağıda verilen başlangıç durumu için bütün yazmaçların ve yığın bölgesinin içeriği nasıl değişir? Mikroişlemcide nasıl bir çalışma olur? Kısaca açıklayınız. PC=80BCh SP=0056h X=1234h A=AAh B=BBh CCR=C0h. Yanıt 10-2. Kesmeler için program akışı tablosuna bakınız! Yazmaçların ilk durumu: PC=80BCh SP=0056h X=1234h A=AAh B=BBh CCR=C0h Yığın bölgesi: 0050 C0h 0051 BBh 0052 AAh 0053 12h 0054 34h 0055 PC(n+1)H 0056 PC(n+1)L Yazmaçların son durumu : PC=(FFFCh:FFFDh) SP=004Fh X=1234h A=AAh B=BBh CCR, I biti = 1 yapılır. CCR=D0h, ve Kesme servis programının ilk komutu çalıştırılır.