191619. lajstromszámú szabadalom • Berendezés a mikroprocesszorok címzési lehetőségeinek bővítésére
1 191 619 2 Berendezés mikroprocesszorok címzési lehetőségének bővítésére, mely mikroprocesszorok adatsínnel, belső címsínnel és parancssínnel közvetlenül vagy közvetve csatlakoznak a környező elemekhez. A mikroprocesszorok megjelenése, használata ugrásszerűen megnövelte a számítástechnika alkalmazási területét. Kezdve az egyszerű eszközöktől a bonyolult, számítógéphálózati feladatokat ellátó rendszerek megvalósításáig mindenütt sor került alkalmazásukra. A meglevő, elsősorban 8 bites mikroprocesszoroknál, ha bár kiválóan magas a funkciótömörségük a nagy rendszerekben való alkalmazásuk sokszor korlátokba ütközik, elsősorban a szerény címzési lehetőségük miatt. Címzési lehetőség feljavítására több kapcsolás ismert. Például a lapozási eljárás, ami abból áll, hogy jellegzetesen magasabb címbitek állandóak, egy előre feltöltött regiszterből csatlakoznak a külső címsínre, miközben az alsó címbitek a központi egység címbitjeiből származnak. Ennek hátránya, hogy bonyolult szoftver szükséges a működtetéséhez. Másik ismert eljárás a bázisregiszteres címzés, amivel a mikroprocesszor címvezetékein található információt hozzáadják egy adott regiszterben található mennyiséghez és az így kapott összeg képezi a külső címsínen megjelenő címet. Ennek a megoldásnak az a hátránya, hogy nincs dinamikus kapcsolat, a mikroprocesszor által kiadott belső címbitek és a kimenő címinformáció között. Gyakorlatilag a cím egy konstanssal meg van növelve. A találmány célja az ismert címzési eljárások hátrányainak kiküszöbölése, előnyeik megtartása mellett, ugyanakkor biztosítván az optimális ofszet választást, valamint egyszerű gépek esetében külön címtér biztosítása, inegszakításos és nem megszakításos üzemmód esetében. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogyha a mikroprocesszor belső címvezetékeit két csoportba osztjuk, ahol az egyik vezetékcsoport (pl. a magasabb súlyú bitek) lapozási szerepet töltenek be, míg a másik csoport (az alacsonyabb súlyú bitek) bázis címszerepet tölt be, akkor az előnyök megtarthatók a hátrányok kiküszöbölésével. A találmánynak az a lényege, hogy a mikroprocesszor belső címsínen multiplexerre, átkapcsolható címmeghajtóra, illetve összeadóra csatlakozik, továbbá az összeadó index tárra, illetve az átkapcsolható címmeghajtóra kapcsolódik, valamint a multiplexer index tár címsínen keresztül az indextárra van kötve. A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli példa segítségével ismertetjük, az 1. ábrán a találmány egy kiviteli példájának tömbvázlata látható, a 2. ábra a helyi vezérlő leegyszerűsített kiviteli példáját szemléltetjük. Az 1. ábrán látható 1 mikroprocesszor 9 belső címsínen keresztül kapcsolódik 2 összeadóval, 13 átkapcsolható címmeghajtóval és 5 multiplexerrel, továbbá az 5 multiplexer 17 indextár címsínen keresztül 6 indextárra, 16 indexregiszter készlctkiválasztó vezetéken keresztül és 14 multiplexert átkapcsoló vezetéken keresztül 11 helyi vezérlőhöz csatlakozik, továbbá a 11 helyi vezérlő 15 cím terület bővítő vezetéken keresztül a 2 összeadóra és 7 címmeghajtó átkapcsoló vezetéken keresztül a 13 átkapcsolható címmeghajtóra van kötve. A 13 átkapcsolható címmeghajtó 4 külső címsíncn keresztül, illetve az I mikroproccszszor 12 parancssínen 10 adatsínen keresztül kapcsolatban vannak 22 külső sínrendszerrel, mely 22 külső sínrendszerre 19 operatívtár, 20 közvetlen memória hozzáférést vezérlő egység és 21 más perifériás berendezést vezérlő egység csatlakozik. A 6 indextár 18 indextár kimenő adatsínen keresztül a 2 összeadóra és 8 indexmemória beíró vezetékeken keresztül all helyi vezérlőre kapcsolódik. All helyi vezérlő leegyszerűsített kiviteli példáját a 2. ábra szemlélteti. A mikroprocesszoros technikában a mikroproceszszor belső jellegzetesen címsínét megfelelő meghajtó közbeiktatásával kapcsoljuk a külső címsínre. Így a mikroprocesszor csak a saját címzési lehetőségeket használhatja ki. Különböző programozási feladatok megkönnyítésére célszerű egy olyan eszközt beiktatni a címkialakításba, ami részben program segítségével ellenőrizhető, részben maga a címzéstől függő. A találmány szerint ez úgy történik, hogy a 9 belső címsín által hordozott információt két csoportba osztjuk: az egyik címbit csoport (pl. A15, A14, A13 címbitek) az 5 multiplexerre (pl. 74157-es típusú áramkör) kerülnek együtt a 16 indexregiszter készlet kiválasztó vezetékkel; a másik címbit csoport a 2 összeadó egyik bemenet csoportjára csatlakozik. Az 5 multiplexer kimenete a 6 indextár cím bemenetével van összekötve (pl. négy bemenet, ami tizenhat index regiszternek felel meg). A 6 indextár szó szélessége megegyezik az 1 mikroprocesszor 9 belső címsín szélességével. A 6 indextár adat kimenete a 2 összeadó másik bemeneti csoportjára csatlakozik. Ugyanakkor a 13 átkapcsolható címmeghajtó kapcsolódik az egyik bemenet csoportjával a 2 összeadó kimenetével, a másik bemenet csoportra az 1 mikroprocesszortól a 9 belső címsín csatlakozik. A 11 helyi vezérlő a 7 címmeghajtó vezetéken keresztül gondoskodik arról, hogy megfelelő címzési körülmények között, vagy a 9 belső címsínen vagy a 2 összeadó kimenetén található információ kerüljön ki a 4 külső címsínre. Ilyen körülmény lehet például egy olyan szabály megállapítása, ami szerint, ha az 5 multiplexer bemenetére kötött, feljebb említett címbitek O állapotban vannak (A15, A14, A13), akkor a 9 belső címsín kerül logikai kapcsolatba a 4 külső címsínnel. Ha bármelyik feljebb említett bit egy, akkor a 2 összeadó kimenete (3 módosított címsín) kapcsolódik logikailag a 4 külső címsínre. Módosított címzésnél például a felső címbitek és a 16 index regiszter készlet kiválasztó vezeték 5 multiplexeren és 17 index tár címsínen keresztül megcúnzik a 6 indextárat (vagyis kiválasztják a megfelelő index regisztert), a 6 indextár tartalom hozzáadódik a 9 belső címsín (pl. A0, ... A12) található információhoz és így kialakul a módosított cím, amely megjelenik a 3 módosított címsínen. A példaként szemléltetett esetben 11 helyi vezérlő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 CL-2
