MCS-48

MCS-48 je rodina osmibitových paralelních jednočipových mikropočítačů modifikované harvardské architektury vyvinutá firmou Intel roku 1976. Prvním (a hlavním) představitelem této rodiny je jednočip Intel 8048, ze kterého všechny ostatní více či méně podobné odvozeniny vycházejí (své jednočipy založené na této rodině vyráběla jednu dobu i Tesla, výrobou se však i dnes zabývají např. AMD, NEC či XX). Odchylky se týkají zejména ve velikostech pamětí a to jak datové tak i programové, rozsahu pracovní taktovací frekvence oscilátoru, funkce některých pinů případně aktivace/deaktivace některých součástí. Krom MCS-48 existují i rodiny MCS-51 a MCS-96. Vyráběny jsou technologií MOS, vylepšenou HMOS nebo HMOS II nebo nenověji CMOS.

Základní technické údaje
  • CPU je vnitřně osmibitové
  • 8bitová datová sběrnice
  • 27 V/V linek
  • 8bitový čítač/časovač
  • hodinový oscilátor součástí čipu (tzv. on-chip)
  • podporují aritmetické, logické a BCD operace
  • většina instrukcí je jednobajtových, dvoubajtové jsou spíše výjimkou – celkový počet instrukcí se pohybuje okolo 90
  • napájení +5V
  • pracovní teplota v rozmezí 0 °C až 70 °C
  • podpora rozšiřitelné paměti
  • kompatibilita s 8000 periferiemi
  • jednotná úroveň přerušení
  • datová paměť RAM součástí čipu (64×8 – 256×8 bitů)
  • programová paměť ROM nebo EPROM součástí čipu nebo dodatečně připojitelná (od 1024×8 do 4096×8 bitů)
  • Program Counter (PC) je široký 12 bitů, ale k dispozici je pouze 11 bitů, někde jen 10
  • většina z nich podporuje standby režim
  • pro zvláštní účely byl u některých verzí součástí i A/D převodník

Architektura

ALU

Pracuje s 8bitovými instrukcemi a 8bitovými daty, přičemž umožňuje provádět následující operace:

  • inkrementace a dekrementace
  • s přetečením nebo bez (bit CARRY a AX)
  • AND, OR a Exclusive OR
  • bitové porovnávání a posun doprava a doleva
  • práce s nibbly
  • nastavení BCD

Porty

K dispozici je celkem 27 vstupně/výstupních portů, přičemž jsou rozděleny do tří osmibitových portů (P0.0 – P2.7) a tří testovacích bitových vstupů (!INT, T0 a T1). První dva porty jsou:

  • kompatibilní s TTL logikou (0V .. 0.8V = Lo, 2V .. 5V = Hi)
  • kvazi obousměrné
  • obsahují třístavový výstup
  • výstupní data uchována do dalšího zápisu (statický výstupní port)
  • vstupní data musí být zadržena až po zavolání obslužné instrukce

Třetí port (jedná se o sběrnici, tzv. BUS port) je řízen pomocí linek !RD a !WR, ve výsledku může pracovat stejně jako první dva.

Paměť a registry

Každý jednočip obsahuje univerzální osmibitový registr – střadač (akumulátor), představující jakýsi samostatný funkční blok čipu. Pracují s ním všechny aritmetické instrukce a instrukce pro přesun (resp. kopírování) dat.

Program Counter je 12bitový, přičemž poslední 1–3 bity jsou využívány pro specifické účely, např. pro signalizaci používání externí paměti. Po provedení signálu RESET jsou všechny registry, včetně tohoto, vynulovány a kód programu začne být tedy znovu prováděn od adresy 0.

Při volání instrukce CALL jsou pro určení vrcholu zásobníku používány první 3bity (0–2), které jsou součástí oblasti Program Status Word (PSW), zjednodušeně řečeno stavového registru. 3. bit je vždy jedna.

zkratka popis
CY carry bit (nastavuje se při přetečení ve střadači)
AC pomocný carry bit (nastavuje se při instrukci ADD)
F0 uživatelem definovatelný bit
BS používá se pro přepnutí sady (banky) registrů

Seznam mikroprocesorů patřících do MCS-48

Varianty MCS-48
TypPrac.frek. (MHz)Paměť (data)Paměť (prog.)I/ONapájeníALUPouzdro
80203.56 MHz64 B RAM1 kB ROM13 linek+4,5V – 6V8bit20pin
80213 MHz64 B RAM1 kB ROM21 linek+4,5V – 6V8bit28pin
8022 ?64 B RAM1 kB ROM/EPROM28 linek+4,5V – 6V8bit40pin
80351–6 MHz64 B RAMexterní 1 kB ROM/EPROM27 linek+5V8bit40pin
803911 MHz128 B RAMexterní 2 kB ROM/EPROM27 linek+5V (+- 10%)8bit40pin
80401–11 MHz256 B RAMexterní27 linek+5V8bit40pin
80481–11 MHz64 B RAM1 kB ROM27 linek+5V8bit40pin
87481–11 MHz64 B RAM1 kB ROM27 linek+5V8bit40pin
80491–11 MHz128 B RAM2 kB ROM27 linek+5V8bit40pin
87491–11 MHz128 B RAM2 kB PROM27 linek+5V8bit40pin
80501–11 MHz256 B RAM4 kB ROM27 linek+5V8bit40pin

Varianty UPI-41
TypPrac.frek. (MHz)Paměť (data)Paměť (prog.)I/ONapájeníALUPouzdro
80418 MHz (verze 8041AH-2: 12 MHz)64 B RAM1 kB ROM/EPROM18 linek+5V8bit40pin
8641 ?64 B RAM1 kB ROM/EPROM18 linek+5V8bit40pin
87413,6 MHz64 B RAM1 kB EPROM18 linek ?8bit40pin
804212,5 MHz256 B RAM2 kB ROM18 linek ?8bit40pin
874212,5256 B RAM2 kB EPROM18 linek ?8bit40pin
80501–11 MHz256 B RAM4 kB ROM27 linek+5V8bit40pin

Související články

Reference

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.