MCS-48

Z Multimediaexpo.cz

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

Typ Prac.frek. (MHz) Paměť (data) Paměť (prog.) I/O Napájení ALU Pouzdro
8020 3.56 MHz 64 B RAM 1 kB ROM 13 linek +4,5V – 6V 8bit 20pin
8021 3 MHz 64 B RAM 1 kB ROM 21 linek +4,5V – 6V 8bit 28pin
8022  ? 64 B RAM 1 kB ROM/EPROM 28 linek +4,5V – 6V 8bit 40pin
8035 1–6 MHz 64 B RAM externí 1 kB ROM/EPROM 27 linek +5V 8bit 40pin
8039 11 MHz 128 B RAM externí 2 kB ROM/EPROM 27 linek +5V (+- 10%) 8bit 40pin
8040 1–11 MHz 256 B RAM externí 27 linek +5V 8bit 40pin
8048 1–11 MHz 64 B RAM 1 kB ROM 27 linek +5V 8bit 40pin
8748 1–11 MHz 64 B RAM 1 kB ROM 27 linek +5V 8bit 40pin
8049 1–11 MHz 128 B RAM 2 kB ROM 27 linek +5V 8bit 40pin
8749 1–11 MHz 128 B RAM 2 kB PROM 27 linek +5V 8bit 40pin
8050 1–11 MHz 256 B RAM 4 kB ROM 27 linek +5V 8bit 40pin

Varianty UPI-41

Typ Prac.frek. (MHz) Paměť (data) Paměť (prog.) I/O Napájení ALU Pouzdro
8041 8 MHz (verze 8041AH-2: 12 MHz) 64 B RAM 1 kB ROM/EPROM 18 linek +5V 8bit 40pin
8641  ? 64 B RAM 1 kB ROM/EPROM 18 linek +5V 8bit 40pin
8741 3,6 MHz 64 B RAM 1 kB EPROM 18 linek  ? 8bit 40pin
8042 12,5 MHz 256 B RAM 2 kB ROM 18 linek  ? 8bit 40pin
8742 12,5 256 B RAM 2 kB EPROM 18 linek  ? 8bit 40pin
8050 1–11 MHz 256 B RAM 4 kB ROM 27 linek +5V 8bit 40pin

Související články

Externí odkazy


Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
MCS-48
Citováno z „http://www.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/MCS-48“