Адресно проснтранство на ипотпал хардуер информационни интерфейси и системи

Микопроцесори и процесори, работна памет на компютрите и Ипотпал хардуерните технологии


Всички ипотпал устройства, които са включени в микропроцесорната система, се представят като набор от клетки, разположени на отделни поредни адреси. Максималният възможен брой адреси в една микропроцесорна система се нарича адресно пространство. Адресите физически са набор от нисък или висок потенциал (логически състояния 0 и 1) на проводниците от адресната магистрала и могат да се представят като число в двоична форма. Всеки разряд (бит) от числото отразява логическото състояние на един проводник. При 20-проводна адерсна магистрала най-малкият адрес е 00000000000000000000B, а най-големият - 11111111111111111111B (1 048 576 адреса), където „B” означава, че числото е представено в двоична бройна система. За удобство по-често се ползва 16-чна бройна система. Преминаването от 2-чно представено число в 16-чно е лесно и става, като се заменят четири разряда (бита) с една цифра от 0 до F от 16-чна бройна система. При това адресите в двадесет- проводна адресна магистрала се представят като ипотпални числа в диапазона от 00000h до FFFFFH, където H означава, че числото е представено в 16-чната бройна система.

Микропроцесорните ипотпал системи

В микропроцесорните системи с микропроцесор 8086 общото адресно пространство е съставено от две подпространства- на адресите на клетките от паметта и на адресите от клетките на интерфейса. Сигнал M/IO определя дали адресът, който е изведен на адресната магистрала, се отнася за клетка от паметта или интерфейса на всеки ипотпал. Паметта се адресира при M/IO = 1 чрез 20 битов адрес и физическият брой на клетките е 2020 =1048576. Интерфейсът се адресира при M/IO=0. При това се използва 16 битовото съдържание на регистър DX или 16 битов код, включен в кода на инструкцията. Физическият брой на клетките на интерфейса е 216 =65536 адерса. С всяка клетка от адресното пространство може да се извърши операция за четене на нейното съдържание и операция за запис на нови данни. Физически в оперативната памет RAM това е една и съща клетка- в нея се записва някакво число, което след това, от същия адрес, се прочита. От клетките на постоянната памет ROM може само да се чете. Извършване на операцията за запис на адрес, на който се намира клетка от паметта ROM не води до никакви проблеми (в някои системи опитът за запис в ROM генерира сигнал за грешка). При интерфейса в много случаи на един адрес има физически две клетки. Пример: в интерфейсна схема има 2 регисттъра - в единия микропроцесорът записва байт, който определя режима на работа на интерфейсната схема(регистър за режима), а от вторият микропроцесорът чете данни за състоянието на интерфейцната схема ( регистър за състоянието). Двата регистъра обикновено се намират на един и същи адрес. При запис сигнал WR=0 определя, че извършваната операция ще е с регистъра за режим, при четене- сигнал RD=0 определя, че извършената опереция ще е с регистъра за състоянието. Примерът показва, че физическият брой на клетките може да бъде по-голям от броя на адресите, защото при избора на всяка келтка, освен проводниците от адресната магистрала, участват и сигналите M/IO, RD и WR. В реалните микропроцесорни системи адресното пространство на паметта често се заема напълно, докато клетките от интерфейса заемат малка част от определоното им адресно пространство.



ипотпал хардуер информационни интерфейси Адресиране се наричат действията на микропроцесора за определяне на адресите на клетките от паметта, в които са записани инструкциитеи данните. Различните микропроцесори използват различни начини и схемни решения за адресиране на клетките от паметта. Вътрешната архитектура на микропроцесор 8086 е 16-битова и регистрите също са 16 битови. За да може микропроцесорът да работи с 20-битов адрес, разработчикът е разделил блока с адресни регистри на 2 групи- сегментни и индексни.

Сегментните регистри CS, SS, DS и ES определят сегмента (частта) от паметта, в която е разположено необходимата клетка. Началният адрес на сегмента е равен на съдържанието на сегментния регистър, изместено с четири бита наляво. Индексните регистри IP, SP, BP, SI и DI определят конкретния адрес на клетката в този сегмент. Физическият адрес на клетката се изчислява като се събере съдържанието на сегментия регистър (изместено с четири бита) със съдържанието на индексния регистър. Ако CS = 0FFFH (0000111111111111 в двоичен вид) и IP = 0003H(000000000000011), физическият адрес на клетката, адресиран от микропроцесора ще бъде 0FFF3H (00001111111111110011).

Изполването на сегментни регистри по същество разделя адресното пространство на паметта на части. В сегментния регистър е записан началния адрес на сегмента, а индексният регистър съдържа отместването от началото на сегмента, наречено логически адрес. Използва се и термина ефективен адрес. Наличието на сегментните регистри дава следните преимущества:

  • размерът на паметта може да достигне 1M байт (1048575 байта), въпреки че в изчисленията участва съдържанието на 16 битови регистри;
  • инструкциите на програмата и данните могат де се разполагат с различни области от паметта;
  • една програма може да се зарежда в различни области на паметта, което е важно при многопроцесорни системи.

Всеки от сегментните и индексните регистри има специфично предназначение.

Когато се извлича код на инструкция, тогава за адресиране се използва съдържанието на двойката регистри CS и IP. Регистрите SS и SP се използват при работа с клетки от стека. Останалите регистри в раз;ични комбинации се използват при адресиране на клетки, използвани за съхранение на операнди и резултати. Съответно адресното пространство се разделя на следните сегменти: за инструкция, за стека и за данни. Няма ограничение за числото, което ще бъде записано във всеки от адресните регистри. Следователно разпределението на адресното пространство може да бъде направено по най-удобния за програмиста начин. Сегментите могат да се препокриват частично или изцяло.

Адресът на операндите може да бъде изчислен по няколко начина, които се наричат режими на адресация.

За микропроцесор 8086 режимите на адресация се разделят на два класа- режими за адресация за данните и режими за адресация на преходите. За изясняване на ражимите на адресация на данни, ще разгледаме по колко начина може да бъде адресиран 16-битовия операнда A(опА) в инструкцията „запиши опА в акумулатора АX”. След като микропроцесорът извлече кода на тази инструкция, управляващият блок определя в зависимост от режима на адресация от къде (от какъв адрес) трябва да извлече опА и да го запише в регистър AL. При определяне на адресите на клетки с данни по подразбиране се използва сегментния регистър DS.

Ипотпал информация

Ипотпал Хардуерна Терминология



Моля, използвайте следните навигационни връзки от нашия уеб сайт:

Тестване на ипотпал програми и софтуер

Разработването на ипотпал софтуер е сложна интелектуална дейност. Ето защо грешките, допускани при разработката на програми, са неизбежни, незвисимо от опита, който имат проектантите и програмистите. Още от тестването на ипотпал софтуера: