목차
1)마이크로프로세서의 구성요소
2)Z-80 마이크로프로세서의 각 레지스터
3)Z-80 마이크로프로세서의 외부 핀의 기능
2)Z-80 마이크로프로세서의 각 레지스터
3)Z-80 마이크로프로세서의 외부 핀의 기능
본문내용
데이터를 나중에 읽어 내도록 해 주어야 한다. 이 원칙을 “First In, Last Out”이라고 한다.
(10) 리프레쉬 레지스터
리프레쉬 레지스터(refresh register) R은 프로그램 카운터의 PC와 같이 프로그램을 작성하는 것에 직접 관계가 없는 레지스터이다. 마이크로컴퓨터 회로에 사용하는 RAM에는 정적(靜的, static) RAM과 동적(動的, dynamic) RAM의 2종류가 있다. 이 중 동적 RAM은 그 메모리의 내용을 수 ms 정도밖에 기억을 유지하지 못하므로, 그 메모리의 내용이 소멸되기 전에 같은 번지에 재차 써넣는 조작을 반복해 주어야 한다. Z80-CPU는 R 레지스터의 동작에 의해 CPU가 명령을 해석하는 사이사이에 전 메모리 영역 내의 모든 동적 RAM을 수 ms에 1회씩 읽어내기와 써넣기를 자동적으로 반복한다.
(11) Z80 범용 레지스터
Z80 범용 레지스터에는 14개의 8bit 레지스터(A, B, C, D, E, H, L, A′, B′, C′, D′,E′, H′, L′)를 갖고 있다. 여기에 프라임 표시가 붙은 레지스터들은 alternate레지스터라고 불리 우며, 레지스터 A, B, C, D, E, H, L의 내용을 일시 저장할 필요가 있을 때 편리 하게 사용한다. 이들 레지스터 중에서 A레지스터는 누산기로써 사용되며 두 개의 연산수 사이의 산술연산이나 논리 연산에서는 반드시 ALU의 한쪽 입력이 되고 그 연산결과는 다시 A레지스터에 저장된다.
(12) temporary 레지스터
ALU의 한쪽 연산수(operand)를 임시로 저장한다.
<과제3> Z-80 마이크로프로세서의 외부 핀의 기능들에 대하여 알아보시오.
(1) 어드레스 버스 신호 (address bus)
모두 16개의 선으로 구성되어 있다. 메모리와 주변장치의 주소를 지정한다. 주소를 지정할 수 있는 범위는 선이 16개이므로, 각 선마다 0과1로 표현함으로(2- 1 = 65535번지) 총 65536개의 번지를 직접 지정할 수 있다. 어드레스 버스는 TRI-STATE출력으로 되어 있어서 0상태, 1상태, 고 임피던스의 세 가지 상태 중 하나가 될 수 있으며 보통 0 또는 1상태만을 갖고 주변장치가 DMA동작을 할 때 에 의해서 고 임피던스 상태가 된다. 보통 입출력장치의 주소를 지정할 때는 어드레스 버스의 하위 8BIT만 사용하며 단방향성이다. 16비트 번지 지정 출력 단자. A0 ~ A15 ( 16개 )
(2) 데이타 버스 신호 (data bus)
모두 8개의 선으로 구성되어 있다. CPU에서 메모리나 주변장치로 데이터를 보내는 경우와 그 반대로 메모리나 주변장치의 데이터를 CPU로 가져오는 경우에 모두 사용된다. 양방향이며, 역시 TRI-STATE출력이다. 8비트 데이터의 입출력 단자. D0 ~ D7 ( 8개 )
(3) 외부 제어 신호 or 시스템 제어
CPU에서 메모리와 입출력을 제어하는 신호이다. 동작상태는 모두 ‘LOW' 이다.
① (machine cycle one) : 명령 부호가 호출될 때 기계 사이클 M1임을 알려 주는 신호 출력 단자로, 이것은 CPU와 주변 소자들 간의 동작을 동기적으로 수행 하기 위해서 여러 개 필요하다.
② (memory request) : 메모리 요구 신호로 메모리에 “쓰기”, “읽기” 호출 신호를 보내 주는 신호를 출력하는 단자이다.
③ (input output request) : 입출력 요구 신호로 I/O 디바이스(장치)와 메모리 외의 장치의 신 호를 요구할 때 보내는 신호 출력 단자이다.
④ (memory read) : 메모리 Read 신호로 CPU가 메모리 또는 I/O 장치로부터 데이터를 받아 들일 수 있는 시간임을 알리는 신호 출력 단자이다. 그래서 메모리 또는 I/O장치는 이 신호에 동조하여 데이터를 데이터 버스로 출력한다.
⑤ (memory write) : 메모리 Write 신호로 CPU가 메모리 또는 I/O에 데이터를 “쓰기” 또는 송 출하는 시간을 알리는 신호 출력 단자로 그 유효 데이터가 데이터버스에 실리고 있는 것을 나타낸다.
⑥ (refresh) : DRAM을 사용할 경우, refresh의 시간을 알려 주는 신호 출력 단자로 refresh용 어드레스가 어드레스 버스의 하위 7비트로 출력되는 것을 나타낸다. 이 때 신호 도 출력된다.
(4) CPU 제어 신호
외부 회로에서 CPU를 제어하는 신호이다.
① (Halt State) : CPU가 논 마스커블 인터럽트(CPU가 반드시 접수하여야 할 인터럽트), 마스 커블 인터럽트(이 경우에서는 인터럽트 접수 상태일 때)를 걸어오기 전까지 정지시킨다. 한마디로 CPU를 정지상태로 하는 제어 신호이다.
② (Wait)
③ (Interrupt Request) : I/O 장치가 CPU에 인터럽트를 요구하는 신호이다. CPU 동작중 이 신 호가 들어오면 모든 일을 중단하고 임의로 정해준 주소로 점프하여 그 곳의 명령어를 수행한다.
④ (Non Maskable Interrupt) : 보다 우선도가 높은 인터럽터 요구로, 소프트 웨어로도 인터럽트 의 접수를 금지할 수 없는 신호이다. 즉 무조건 가로채기 입력을 가한다.
⑤ (Reset) : Low Active로 CPU의 내부의 프로그램 카운터 값과 몇몇의 레지스터와 블록을
초기상태로 만들기 위해 리셋 펄스를 가한다.
(5) CPU 버스 제어 신호
CPU의 버스를 제어하는 신호이다.
① (Bus Request) : 외부 회로에서 CPU에 어드레스 버스, 데이터 버스의 사용을 요구하는 신호 이다. 이 신호로 Z80 CPU의 어드레스 버스, 데이터 버스, TRI-STATE 제어 출력 신호가 하이 임피던스 상태가 되어 CPU와 전기적으로 분류된다. 그래 서, DMA (direct memory access)의 요구와 같다. 일반적으로 5V PULL UP 해 둔다.
② (bus acknowledge) : CPU가 주변 장치의 DMA 요구를 받아들였음을 나타내는 걸로 DMA의 mode로 된 것을 CPU에게 알리는 신호이다. 일반적으로 5V PULL UP 해 둔다.
♣ 수고하셨습니다.^-^
(10) 리프레쉬 레지스터
리프레쉬 레지스터(refresh register) R은 프로그램 카운터의 PC와 같이 프로그램을 작성하는 것에 직접 관계가 없는 레지스터이다. 마이크로컴퓨터 회로에 사용하는 RAM에는 정적(靜的, static) RAM과 동적(動的, dynamic) RAM의 2종류가 있다. 이 중 동적 RAM은 그 메모리의 내용을 수 ms 정도밖에 기억을 유지하지 못하므로, 그 메모리의 내용이 소멸되기 전에 같은 번지에 재차 써넣는 조작을 반복해 주어야 한다. Z80-CPU는 R 레지스터의 동작에 의해 CPU가 명령을 해석하는 사이사이에 전 메모리 영역 내의 모든 동적 RAM을 수 ms에 1회씩 읽어내기와 써넣기를 자동적으로 반복한다.
(11) Z80 범용 레지스터
Z80 범용 레지스터에는 14개의 8bit 레지스터(A, B, C, D, E, H, L, A′, B′, C′, D′,E′, H′, L′)를 갖고 있다. 여기에 프라임 표시가 붙은 레지스터들은 alternate레지스터라고 불리 우며, 레지스터 A, B, C, D, E, H, L의 내용을 일시 저장할 필요가 있을 때 편리 하게 사용한다. 이들 레지스터 중에서 A레지스터는 누산기로써 사용되며 두 개의 연산수 사이의 산술연산이나 논리 연산에서는 반드시 ALU의 한쪽 입력이 되고 그 연산결과는 다시 A레지스터에 저장된다.
(12) temporary 레지스터
ALU의 한쪽 연산수(operand)를 임시로 저장한다.
<과제3> Z-80 마이크로프로세서의 외부 핀의 기능들에 대하여 알아보시오.
(1) 어드레스 버스 신호 (address bus)
모두 16개의 선으로 구성되어 있다. 메모리와 주변장치의 주소를 지정한다. 주소를 지정할 수 있는 범위는 선이 16개이므로, 각 선마다 0과1로 표현함으로(2- 1 = 65535번지) 총 65536개의 번지를 직접 지정할 수 있다. 어드레스 버스는 TRI-STATE출력으로 되어 있어서 0상태, 1상태, 고 임피던스의 세 가지 상태 중 하나가 될 수 있으며 보통 0 또는 1상태만을 갖고 주변장치가 DMA동작을 할 때 에 의해서 고 임피던스 상태가 된다. 보통 입출력장치의 주소를 지정할 때는 어드레스 버스의 하위 8BIT만 사용하며 단방향성이다. 16비트 번지 지정 출력 단자. A0 ~ A15 ( 16개 )
(2) 데이타 버스 신호 (data bus)
모두 8개의 선으로 구성되어 있다. CPU에서 메모리나 주변장치로 데이터를 보내는 경우와 그 반대로 메모리나 주변장치의 데이터를 CPU로 가져오는 경우에 모두 사용된다. 양방향이며, 역시 TRI-STATE출력이다. 8비트 데이터의 입출력 단자. D0 ~ D7 ( 8개 )
(3) 외부 제어 신호 or 시스템 제어
CPU에서 메모리와 입출력을 제어하는 신호이다. 동작상태는 모두 ‘LOW' 이다.
① (machine cycle one) : 명령 부호가 호출될 때 기계 사이클 M1임을 알려 주는 신호 출력 단자로, 이것은 CPU와 주변 소자들 간의 동작을 동기적으로 수행 하기 위해서 여러 개 필요하다.
② (memory request) : 메모리 요구 신호로 메모리에 “쓰기”, “읽기” 호출 신호를 보내 주는 신호를 출력하는 단자이다.
③ (input output request) : 입출력 요구 신호로 I/O 디바이스(장치)와 메모리 외의 장치의 신 호를 요구할 때 보내는 신호 출력 단자이다.
④ (memory read) : 메모리 Read 신호로 CPU가 메모리 또는 I/O 장치로부터 데이터를 받아 들일 수 있는 시간임을 알리는 신호 출력 단자이다. 그래서 메모리 또는 I/O장치는 이 신호에 동조하여 데이터를 데이터 버스로 출력한다.
⑤ (memory write) : 메모리 Write 신호로 CPU가 메모리 또는 I/O에 데이터를 “쓰기” 또는 송 출하는 시간을 알리는 신호 출력 단자로 그 유효 데이터가 데이터버스에 실리고 있는 것을 나타낸다.
⑥ (refresh) : DRAM을 사용할 경우, refresh의 시간을 알려 주는 신호 출력 단자로 refresh용 어드레스가 어드레스 버스의 하위 7비트로 출력되는 것을 나타낸다. 이 때 신호 도 출력된다.
(4) CPU 제어 신호
외부 회로에서 CPU를 제어하는 신호이다.
① (Halt State) : CPU가 논 마스커블 인터럽트(CPU가 반드시 접수하여야 할 인터럽트), 마스 커블 인터럽트(이 경우에서는 인터럽트 접수 상태일 때)를 걸어오기 전까지 정지시킨다. 한마디로 CPU를 정지상태로 하는 제어 신호이다.
② (Wait)
③ (Interrupt Request) : I/O 장치가 CPU에 인터럽트를 요구하는 신호이다. CPU 동작중 이 신 호가 들어오면 모든 일을 중단하고 임의로 정해준 주소로 점프하여 그 곳의 명령어를 수행한다.
④ (Non Maskable Interrupt) : 보다 우선도가 높은 인터럽터 요구로, 소프트 웨어로도 인터럽트 의 접수를 금지할 수 없는 신호이다. 즉 무조건 가로채기 입력을 가한다.
⑤ (Reset) : Low Active로 CPU의 내부의 프로그램 카운터 값과 몇몇의 레지스터와 블록을
초기상태로 만들기 위해 리셋 펄스를 가한다.
(5) CPU 버스 제어 신호
CPU의 버스를 제어하는 신호이다.
① (Bus Request) : 외부 회로에서 CPU에 어드레스 버스, 데이터 버스의 사용을 요구하는 신호 이다. 이 신호로 Z80 CPU의 어드레스 버스, 데이터 버스, TRI-STATE 제어 출력 신호가 하이 임피던스 상태가 되어 CPU와 전기적으로 분류된다. 그래 서, DMA (direct memory access)의 요구와 같다. 일반적으로 5V PULL UP 해 둔다.
② (bus acknowledge) : CPU가 주변 장치의 DMA 요구를 받아들였음을 나타내는 걸로 DMA의 mode로 된 것을 CPU에게 알리는 신호이다. 일반적으로 5V PULL UP 해 둔다.
♣ 수고하셨습니다.^-^
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