Чому в мікропроцесорі 8085 тактова частота ділиться на два?

Чому так, що вироблена тактова частота становить 6,144 МГц, але внутрішньо вона (8085 процесор) використовує лише 3,072 МГц. Також те, що призводить до конкретного значення 6,144 в годиннику.

Я знайшов відповідь у Yahoo .... http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20080810090119AAurr2i

але мушу визнати, що я все-таки не сприйняв це добре. Невже хтось із вас, хлопці, може викинути кілька рядків на це, будь ласка?

Однією з причин поділу годинника на два є отримання рівномірної квадратної хвилі на 50% робочого циклу. Можливо, 8085 використовує внутрішньо обоє краї годин, і він не функціонує, якби половина циклу була набагато коротшою, ніж інша.

У часи, коли 8085 рік був новим, ці прекрасні консервовані осцилятори не були звичайними, і люди часто обмотували годинникові ланцюги з дискретних кристалів, конденсаторів та логічних воріт. Поділ на два гарантує, що у вас однаково розташовані піднімаються і падаючі краї.

Що стосується 6,144 МГц, ви побачите, що воно може бути розділене на ціле число, щоб отримати загальні значення швидкості передачі, принаймні до 38400.

слідувати ...

Переглядаючи інформаційний аркуш Intel для 8085, є три цікаві твердження

1. 8085 включає в себе всі функції, які генератор тактового пристрою 8224 та системний контролер 8228 забезпечували для 8080A

2. X1 і X2: підключені до кристалічної, LC або RC мережі для управління внутрішнім тактовим генератором. Вхідна частота ділиться на 2, щоб дати внутрішню робочу частоту процесора.

3. CLK: тактовий вихід для використання в якості системного годинника. Період CLK вдвічі перевищує вхідний період X1, X2.

Отже, міркуваннями щодо використання непарних країв годинника для переміщення предметів всередині вбік, стає очевидним, що коли вони проектували 8085, Intel заміняла потребу в спеціальному контролері годинника, інтегруючи цю функцію в мікросхему. Поділ часової бази X1-X2 навпіл, перш ніж виводити її як CLK, гарантує, що система отримує хороший рівномірний робочий цикл, якщо нічого іншого.

У той час, коли цей чіп був розроблений, люди використовували якомога менше транзисторів на процесорі, щоб зробити їх досить маленькими, щоб вміститись у наявні мікросхеми.

Я підозрюю, що практично кожен «реєстр» (як видимі програмісту регістри наборів інструкцій, так і внутрішні фіксатори мікроархітектури) в ЦПУ тієї епохи зберігав дані в прозорій засувці D або в чомусь подібному. На сьогоднішній день на мікросхемі є багато транзисторів, тому простіше використовувати повноцінні джентльмени D-master, хоча вони використовують вдвічі більше транзисторів.

Багато інструкцій беруть дані з якогось регістра A, поєднують його з деякими іншими даними з ALU і зберігають результат назад в регістрі А. Це досить легко зробити, якщо реєстр A реалізований з повним F-flop флот-ведучого.

Але якщо регістр A - це прозора засувка D з прозорим закриттям, вам потрібні годинники, що не перекриваються. Ви використовуєте імпульс на одному годиннику, щоб десь зберігати проміжний результат (тоді як регістр A утримує свою вихідну константу), а потім імпульс на іншому годиннику, щоб завантажити регістр A з новим значенням (тоді як проміжний регістр утримує свою вихідну константу).

Для цього потрібен 2-фазний годинник. Найпростіший спосіб зробити 2-фазний тактовий годинник, що не перекривається (у ті часи, коли транзистори були дефіцитними), був невеликий зовнішній ланцюг, який приймає вхідний такт і ділить його на два.

З плином часу люди зрозуміли, як упакувати все більше транзисторів на ІС. Тож люди, що проектують процесори, інтегрували все більше речей навколо процесора у повну комп’ютерну систему на чіп процесора.

Читаючи між рядками статті про сигнал годинника Wikipedia , у мене складається враження, що люди, які сконструювали 8085 та 6502 та інші мікросхеми тієї епохи, мали лише трохи більше місця, ніж попередні покоління інтегрованих процесорів, і вони вирішили найкраще використання цієї кімнати полягало в тому, щоб поставити цю маленьку зовнішню схему на мікросхему. Але вони зберігали всі регістри в тій самій засувці, що закрилася, як і раніше.

Тож тому тактова частота ділиться на два. Ви можете придумати перший зовнішній тактовий імпульс, що генерує імпульс на внутрішньому тактовому сигналі фазового_оновлення для оновлення цього проміжного реєстру результатів, і другий імпульс від зовнішнього тактового сигналу, що генерує імпульс на внутрішньому тактовому сигналі фаза_двох, щоб оновити регістр, видимий програмісту.

Існує маса причин розділити цикл інструкцій на кілька тактових годин. Хороший приклад - доступ до основної шини пам'яті.

Більшість сучасних процесорів - це архітектури Фон-Неймана; тобто їх код і дані існують в одній мікросхемі пам'яті. Ну, якщо ви хочете прочитати інструкцію, і ця інструкція буде завантажувати змінну з пам'яті ... це два доступу до пам'яті. Але більшість пам'яті - це лише однопортові (тобто вони можуть робити лише одне читання або запис за цикл). То як ви читаєте інструкцію та читаєте свою змінну?

Рішення полягає у використанні двоступеневого циклу інструкцій. Перший етап отримає інструкцію з пам'яті, а другий етап зможе прочитати (або записати!) Змінну з основної пам'яті.

Деякі старі фішки пішли ще далі. Ще в той день, якщо ваш чіп мав 16-бітову пам'ять, яка адресована, але зовнішня шина адреси лише 8-біт, то ви були б знайомі з включенням виправлення адреси. Один тактовий цикл посилає верхні 8-бітові 16-бітові адреси, а наступний тактовий цикл посилає нижні 8-бітові адреси. Потім третій цикл міг прочитати / записати змінну з / в пам'ять.

Є й інші, кращі причини мати цикл інструктажів, що є декількома циклами годин. Однією з найкращих причин є трубопроводи. Це хитрість, яку використовують сучасні процесори для більш повного використання всіх виконавчих блоків, наявних у чіпі; наприклад, під час виконання однієї інструкції одночасно виймається наступна.

Всередині ядра 8085A потрібен двофазний годинник. Внутрішня логіка, яка походить від двох фаз тактової частоти, також ділить вхідний такт на два. Як було зазначено раніше, причиною використання тактових частот вхідної частоти 6,144 МГц є швидкість передачі даних, чіп буде працювати нормально на частоті 6 МГц. Насправді чіп оцінюється в 3 МГц, вимагаючи кристала 6 МГц, але він працює щасливо з частотою 6,144 МГц, що забезпечує легше генерування швидкості передачі даних (Uart може бути синхронізований або з 6,144 МГц від генератора, що керує 8085, або на 3,072 МГц від виходу CLK 8085 забезпечення багатьох корисних ставок Бода). Я все ще використовую ці архаїчні чіпи для виконання спеціальних функцій у деяких моїх роботів. Я тактовую час Uarts з власним генератором, а 8085A - 6,4 МГц, який працює на 3,2 МГц. 3. 2 МГц добре поділяється, щоб забезпечити 40 кГц годин для моїх ультразвукових перетворювачів. Більше сенсу використовувати більш сучасні пристрої ІС у своїх «ботах», але у мене є тонна старих 8085-х, Z80, 63C09 та 63C09E, 68B09 та 68B09E тощо, з якими мені дуже подобається грати.

Годинник - це не що інше, як момент, коли ви хочете, щоб відбулася подія. Тепер ми не віддаємо перевагу спрацьовуванню рівня в цифрових схемах, оскільки, коли приділяється більше часу, може виникати взаємодія між різними схемами в мікропроцесорі, що призводить до коротких замикань. Таким чином, ми МАЄМО ДЛЯ ТРИГІНГУВАННЯ EDGE. Тепер мікропроцесор не знає, коли сталося запуску краю. Він розуміє лише 1 або 0. Отже, фліп-флоп необхідний для отримання 1 і 0 кожного разу, коли буде виявлено край годинника. Таким чином, стає необхідним використовувати фліп-флоп. В результаті тактова частота ділиться на два.