|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы ис5й и считывается код команды, поступающей в РК. Этот код задает начальный адрес микропрограммы выполнения операции, соответствующий поступившей команде. В дальнейшем генерация адресов микрокоманд в ГАМК производится на основе содержимого РК, местоположения МК внутри микропрограммы и значения анализируемого условия. Блоки МПВУ исполняют инструкции, содержащиеся в формате микрокоманды, считываемой из ПЗУ МК в каждом такте. При завершении выполнения данной микропрограммы устройство начинает выборку кода следующей команды. Обмен по интерфейсу совместим с выполнением микроопераций в ЦПЭ. Результат микрооперации всегда вьшается на выходные контакты ЦПЭ независимо от того, куда осуществляется запись результата. Это позволяет производить параллельно запись результата в один из внутренних регистров ЦПЭ, а также в ОЗУ или в ВУ. Для обеспечения параллельного управления работой МПВУ в формате микрокоманды содержатся 30-40 разрядов, образующие поля управления следующими блоками: ЦПЭ (13 -15 разрядов), РК (2-4 разряда), САКУ (7-9 разрядов), ГАМК (11-15 разрядов) ЗУ и ВУ (3-7 разрядов). Конкретное значение числа разрядов в формате МК устанавливается разработчиком МПВУ в зависимости от числа используемых ВУ, числа анализируемых условий, объема ПЗУ МК и выбранного способа кодирования управляющих сигналов Опыт микропрограммирования указьшает, что объем ПЗУ МК составляет около 256-512 слов. Для реализации ПЗУ МК удобно применять БИС программируемых ПЗУ с организацией 256 x 4 бит или 512x8 бит, например БИС К566РЕ4 или К556РЕ5. Структуру МПВУ (рис. 9.10) можно упростить ценой отказа от двухуровневого управления и перехода к одноуровнему (микрокомандному) управлению. При этом из схемы исключаются блоки ПЗУ МК, ГАМК и РК- Блок ПЗУ программ становится блоком ПЗУ микропрограмм, а счетчик команд, реализованный в ЦПЭ, берет на себя функции счетчика микрокоманд. Остальные блоки МПВУ сохраняют свое назначение. Пример конкретного МПВУ такого типа рассмотрен в § 10.4. Отметим, что отказ от командного . уровня управления заметно усложняет процесс программирования МПВУ, так как в этом случае заданный алгоритм реализуется в виде единой микропрограммы, число микрокоманд которой существенно превышает число команд в соответствующей программе. Процесс проектирования МПВУ на основе микропрограммируемых МП заметно отличается от рассмотренного ранее процесса проектирования устройств на основе МП серии К580, имеющего фиксированную систему команд. Основные шаги этого процесса заключаются в следующем: 1) определяется число уровней управления и составляется список необходимых блоков МПВУ; 2) составляется список проверяемых логических условий и выбираются способы адресации памяти и организации обмена с ВУ; 3) составляются форматы команд и микрокоманд, для чего выбирается кодирование управляющих сигналов и определяется структура полей этих форматов; 4) составляется подробная структурная схема МПВУ; 5) производится распределение адресных шин и объема памяти; 6) составляются микропрограммы реализации отдельных операций, которые используются в заданном алгоритме; на основании этих микропрограмм при необходимости составляется система команд МПВУ; 7) составляется программа (или единая микропрограмма) реализации заданного алгоритма. Выполнение процесса проектирования МПВУ рассматривается на примере, приведенном в § 10.4. В течение некоторого времени недостатком МП серии К594 являлось отсутствие набора дополнительных БИС, которые совместно б имеющимся ЦПЭ позволили бы строить законченное МПВУ и исключали бы необходимость использовать большое число микроахем невысокого уровня интеграции. Этот недостаток был устранен путем создания микропроцессорного комплекта серии К584, в который вошли следующие БИС: К584ВМ1 - ЦПЭ; К584ВУ1 - блок микропрограммного управления (БМУ); К584ВУ2 - контроллер состояний (КС); К584КП1 - магистральный приемопередатчик (МПП); К541РТ1-ППЗУ с организацией 256x4 бит; К541РУ1 и К541РУ2 - ОЗУ статического типа с организацией соответственно 4096x1 бит и 1024X4 бит; 133ИП4 - блок ускоренного переноса (БУП). БИС ЦПЭ К584ВМ1 незначительно отличаются от рассмотренной БИС К584ИК1 (главньш образом по некоторым электрическим параметрам и быстродействию). Характеристики отдельных БИС данного комплекта, а также принципы построения законченных МПВУ на их основе рассмотрены в [9]. МИКРОПРОЦЕССОРЫ В РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ § 10.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МП И МИКРО-ЭВМ В РТС Использование больших вычислительных возможностей МП и систем на их основе позволило приступить к реализаш1и в РТС многих оптимальных алгоритмов обработки сигналов, ранее отвергаемых из-за сложности и громоздкости аппаратуры. В результате этого улучшились тактико-технические характеристики РТС и такие показатели, как масса, габариты, потребляемая мощность и надежность. Существенно сократились сроки разработки аппаратуры и появилась возможность ее модификации в процессе эксплуатации за счет изменения алгоритм;.а функционирования, хранящегося в ПЗУ. Одним из ограничивающих факторов повсеместного использования МП в РТС является их недостаточно высокое быстродействие, связанное с необходимостью последовательного выполнения команд программы. Поэтому, приступая к проектированию РТС с применением МП, прежде всего необходимо оценить возможности МП системы по быстродействию. Достижения в технологии производства БИС позволили частично решить проблему быстродействия путем создания специализированных процессоров, реализующих заложенные в них алгоритмы аппаратным способом. К таким БИС относятся процессоры для вычисления быстрого преобразования Фурье (БПФ) [17, 55], многоразрядные регистры сдвига, служащие основой построения накопителей импульсных сигналов, и некоторые другие. Очевидно, что применение МП целесообразно только в тех случаях, когда реализация определенных функций системы с использованием «жесткой логики» требует большого количества микросхем. Как показывает практика проектирования РТС с цифровой обработкой, преимущества МП систем, связанные с уменьшением объема оборудования, проявляются уже при числе БИС средней степени интеграции, используемых при реализации на «жесткой логик©), порядка 30-50 [14]. Таким образом, процесс выбора элементной базы для цифровой обработки информации РТС должен решаться последовательным анализом ряда факторов, что показано на рис. 10.1 [14]. Если воспользоваться приведенным на этом рисунке алгоритмом, то оказывается возможным в первом приближении указать те задачи, решаемые РТС, в которых применение МП целесообразно. К ним относятся: построение радиотехнических измерителей координат (дальномеры, угломеры и т. д.); сглаживающие фильтры устройств вторичной обработки радиолокационных и радионавигационных сигналов; специализированные вычислительные устройства бортовых навигационных комплексов (комплексированные системы, преобразователи координат и т. п.); цифровые фильтры устройства кодирова- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [ 89 ] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 |