Motorola İşlemcilerMotorola İşlemciler

Kaynak :Kaynak :

Fırat ÜniversitesiFırat Üniversitesi

Tek.Eğt.FakültesiTek.Eğt.Fakültesi

Gazi ÜniversitesiGazi Üniversitesi

Yıldız Teknik ÜniversitesiYıldız Teknik Üniversitesi

Mikroişlemci Nedir?

• Mikroişlemci bilgisayarda aritmetik ve mantık işlemlerinin yapıldığı ve bunların denetlendiği bir merkezdir.

• Bilgisayarların beyni olarak kabul edilirler.

Kısa Tarihçe

• 1974 yılında bir entegre üreticisi olan Motorola firması 8-bitlik 6800 mikroişlemcisini üretti.

• 1979 yılında Motorola 68000 kodlu 16-32 bit arasında bir mikroişlemci üretti.16 bitlik veri yoluna sahip bu işlemcideki kaydedicilerin 32 bitlik olması,16MB’lık bir bellek adreslemesini de beraberinde getirdi.Kapasitenin bu kadar büyük olması 68000 işlemcisini popüler yaptı.

Ağ sisteminin temelini oluşturan UNIX işletim sisteminin ortaya çıkmasıyla

kullanılan bu mikroişlemcilerin bellek kapasitesi yetersiz kaldı

Bunun üzerine Motorola firması 68000’in

bir gelişmiş versiyonunu olan ve sanal bellek kullanma imkanı tanıyan 68010

işlemcisini üretti

Motorola İşlemcilerİşlemci Veri Yolu Genişliği Bellek Büyüklüğü

    Motorola

6800 8 64 K

6805 8 2 K

6809 8 64 K

68000 16 16 M

68008Q 8 1 M

68008D 8 4 M

68010 16 16 M

68020 32 4 G

68030 32 4 G + 256 cache

68040 32 4 G + 8 K cache

68060 64 4 G + 16 K cache

PowerPC 64 4 G + 32 K cache

Motorola 6800

• İlk olarak Motorola firmasının ürettiği ürünlerden günümüze kadar gelen 8-bit mikroişlemcilerde ana çekirdek olarak bu işlemci kullanılmıştır.

• 6800, anlaşılır komutlar ve daha fazla adresleme modu kullanması,kaydedicisinin fazla olmamasından dolayı veri manevrasında sık sık belleği kullanmasından dolayı belleğe dayalı belleğe dayalı işlemcilerişlemciler olarak anılır.

• Zamanlama ve Kontrol ÜnitesiZamanlama ve Kontrol Ünitesi

Sistemin Tüm İşleyişinden ve işlemin zamanında yapılmasından sorumludur.

• PC(Program Counter):PC(Program Counter):Program sayıcısı olarak nitelendirdiğimiz bu eleman adres ucu kadar bite sahiptir.O anda çalışacak olan komutun adresini üzerinde bulundurur.

• IR(Instruction Register):IR(Instruction Register):Komut Kayıtçısıdır.O anda çalışan komutu üzerinde bulundurur.

• Komut Kodu Çözücü :Komut Kodu Çözücü : Komut kayıtçısından gelen bilgileri kontrol sinyalleri oluşturacak şekilde kodlar.

• Akümülatör A – B :Akümülatör A – B : A ve B olmak üzere iki tanedir.Data ucu kadar bite sahiptir.ALU tarafından kullanılırlar.

• Genelde o andaki dataları veya işlem sonuçlarını üzerinde bulundururlar.

• Dizin Yazmacı(X): Dizin Yazmacı(X): 16 bitliktir.Kullanılacak gerçek hafıza yerini belirlemek için bu kayıtçı değer,komutla belirtilen adrese eklenir.

• Yığın İşaretçisi(SP):Yığın İşaretçisi(SP):16 bitliktir.Hafızadaki herhangi bir hücre adresini üzerinde bulundurur.Yığın kapasitesine bağlı olarak içe dallanmalar yapılabilir.Eğer yığın kapasitesi yetersiz ise yığın taşması (stack overflow) problemi ortaya çıkar.

• CCR(Durum Kodu Yazmacı):CCR(Durum Kodu Yazmacı):ALU ile birlikte çalışır.Bu kaydediciye bayrak denmesinin sebebi karar vermeye dayalı komutların yürütülmesinde sonuca göre daha sonra ne yapılacağını bit değişimiyle bu kaydedicinin 1-bitlik hücrelerine yansıtmasıdır.Bu bitlerin 1 olması bayrak kalktı, 0 olması bayrak indi anlamındadır.

Motorola 6802 İşlemcisi

• Motorola firmasının 6800’dan sonra ürettiği ürünlerden birisidir. Kısaca 6800 işlemcisinin kontrol uçları düzenlenmiş, içine 128 bayt RAM ve kristal saat eklenmiş şeklidir.

• Yazılım özellikleri, programlama modeli, adresleme şekilleri ve komut kümesi 6800 ile tamamen aynıdır.

6802 Mikroişlemcisinin Uç Tanımları

• Mikroişlemcilerin adres ve veri yolları, fonksiyonel olarak aynı olmakla birlikte fiziksel olarak boyutları ve uç tanımları değişik olabilir. Kontrol yolları ise kavramsal olarak aynı olmakla beraber, mikroişlemcinin mimari yapısına ve çalışma şekline bağlı olarak değişik özellikler gösterir .

6802 Mikroişlemcisinin Uç Tanımları

• Besleme Uçları (VCC,VBAT,VSS)• Adres Yolu Uçları (A0-A15)• Veri Yolu Uçları (D0-D7)• Bellek Okuma/Yazma Kontrol Uçları (R/W)• Sistem Saati (E) Uçları• İç Bellek Seçim Ucu (RE)• Bellek Hazır Ucu (MR)• Durdurma Ucu (HALT)• Yol Uygunluğu Ucu(BA)• Yeniden Başlatma Ucu (RES)• Örtülemez Kesme (NMI)• Örtülebilir Kesme İsteği (IRQ) • Yazılım Kesmesi (SWI)• Donanım Kesmesi Bekleme (WAI)

• Adres Yolu Uçları(A0 – A15):Adres Yolu Uçları(A0 – A15): Mikroişlemci birimi 64 KB bellek boşluğunu adreslemek için bellek biriminden okuma/yazma işlemini yaparken 16-bitlik adres bilgisini bu üç durumlu on altı uçtan (A0-A15) olduğu gibi dışarıya çıkarır.

• Veri Yolu Uçları (D0-D7):Veri Yolu Uçları (D0-D7):

Mikroişlemci birimi bellek biriminden okuma/yazma işlemini yaparken 8-bitlik veri girişi ve çıkışını sağlamak üzere bu üç durumlu sekiz ucu (D0-D7) kullanır. Veri uçları grubuna kısaca veri yolu denir.

• Bellek Okuma/Yazma Kontrol Uçları(R/W):Bellek Okuma/Yazma Kontrol Uçları(R/W):6802 mikroişlemcisi, belirlenen bir adresteki bellekten veri

okumak veya yazmak için geçerli bellek adresinin adres

yolunda olduğu zamanı, aktif “1” VMA (Valid Memory

Access) çıkış kontrol ucunu kullanarak belirtir.

• İç Bellek Seçim Ucu (RE) :İç Bellek Seçim Ucu (RE) :6802 Mikroişlemcisi, 128 baytlık bir RAM bellek birimini

tümleşik olarak içinde bulundurur. Bu bellek birimi mikroişlemci

bellek haritasında 0000H ile 007FH adres alanında bulunur.

• Bellek Hazır Ucu (MR):Bellek Hazır Ucu (MR):Bellek hazır (MR, Memory Ready) giriş ucuise 6802 mikroişlemcisinin bellek okuma/yazma hızına uygun olmayan düşük hızdaçalışabilen belleklerle çalışma için kullanılır.

• Durdurma Ucu (HALT) :Durdurma Ucu (HALT) : Bu aktif-sıfır giriş kontrol işareti mikroişlemcibiriminin çalışmasını bütünüyle durdurmak için

kullanılır. • Yol Uygunluğu Ucu(BA) :Yol Uygunluğu Ucu(BA) :Bu çıkış kontrol işareti, mikroişlemci birimininçalışmasının durdurulduğunu, sistemin adres veveri yolunun başka birimler tarafından kullanılmaya

uygun olduğunu bildirmek için kullanılır.

• Yeniden Başlatma Ucu (RES)Yeniden Başlatma Ucu (RES) : :Mikroişlemci biriminin çalışma başlangıç durumunu

koşullandırmak için kullanılır. Bu uç 0 yapıldığında program

Mikroişlemcinin başlangıç adresine dallanır.

• Örtülemez Kesme (NMI) :Örtülemez Kesme (NMI) :Bu uç lojik-0 olunca mikroişlemcinin o andaki bilgileri yığın

göstergeci vasıtasıyla saklanır.

Örtülebilir Kesme İsteği Örtülebilir Kesme İsteği ((IRQ):IRQ):CCR kayıtçısında belirtilen kesme(I) biti ile denetlenir.Eğer

I biti 0 ise gelen kesme isteğine cevap verilir.1 ise kesme

isteği geçersizdir.

• VMA (Valid Memory Access):VMA (Valid Memory Access): Adres hatları üzerindeki bilginin adres bilgisi olup olmadığını belirlemeye yarar.

6800,6802 Mikroişlemcisinin Programlama Modeli

• 6800 mikroişlemcisi kendisinden sonra çıkan aynı aileden mikroişlemcilerin programlama modeline yakın güçlü bir programlama modeline sahiptir.6800 mikroişlemcisi ve yeni çıkan türevleri yaygın olarak kullanıldığı için yazılım kütüphanesi zengindir ve kolayca yeni program tasarımı yapılabilir.

6800 Programlama Modeli

Bunun sonucunda 6800 mikroişlemci programlama dilinde

yazılan programlar kendinden sonra çıkan 8-bit mikroişlemcilerde

değişikliğe gerek duyulmadan veya küçük değişiklerle kolayca çalışır.

Motorola 6801 Mikrodenetleyici

• Motorola firmasının ürettiği 8-bit mikrobilgisayar/mikroişlemcisidir. Ana çekirdek olarak geliştirilmiş 6800 kullanır. Mikroişlemciyle beraber 128-bayt RAM,2-KB ROM, paralel giriş/çıkış, seri giriş/çıkış, sayıcı/zamanlayıcı birimlerini içinde bulundurur.

• Uç fonksiyonları, mikrobilgisayarın çalışma şekli, donanım kullanılarak değişik şekillerde ayarlanabilir. Adres, veri yolu ve kontrol işaretleri dışarıya çıkarılabildiği için dışarıdan bellek ve çevre birimi bağlanabilir.

• Yazılım özelliklerine yenilikler getirilmiştir.6800 ile aynı olan komutların işlem kodları aynıdır. Bunlar adresleme şekilleri tamamen aynı ve komut kümesine, çarpma dizin yazmacına ekleme komutları gibi gelişmiş komutlar eklenmiştir.

• Motorola firmasının ürettiği 8-bitlikmikro denetleyicilerdir.Ana çekirdek olarakgeliştirilmiş 6800 kullanırlar.Yazılımları 6800mikroişlemcisine benzer.68HC08• Mikroişlemciyle beraber 512-bayt RAM,kodgüvenliği yetenekli 32-KB Flaş-ROM,paralelgiriş/çıkış,seri giriş/çıkış,sayıcı/zamanlayıcı,analog/sayısal dönüştürücü birimlerini içindebulundurur.

Motorola 68HC08 ve 68HC11 Mikro denetleyicileri

• Uç fonksiyonları,mikrobilgisayarın çalışma

şekli,donanım ve yazılım kullanılarak değişik

şekillerde ayarlanabilir.

• Adres,veri yolu ve kontrol işaretleri dışarıya

çıkarılabildiği için dışardan bellek ve çevre

birimi bağlanabilir.

68HC11

HAZIRLAYANLARHAZIRLAYANLAR

Ahmet B. KANDEMİR Şahinur ARSLANBAŞMuhammet KARKIN

Kürşat ÇALGülsüm DEMİRÖZ

Dökümanı www.ahbikan.com adresinden indirebilirsiniz.