用于汉字信息终端的16位嵌入式CPU芯片KT8808(中)
发布时间:2007/8/28 0:00:00 访问次数:608
焦剑/深圳市剑拓科技有限公司
在上篇中,介绍了KT8808的概述和应用方案,本篇主要介绍KT8808的各个功能模块。
3、功能模块
3.1 80188/80186 CPU
KT8808内含一个用RISC方式实现的、与80188/80186指令级兼容的16位CPU,其具有与80188微处理器兼容的多路复用地址和数据总线,存储空间为1M字节,输入输出空间有64K字节,可运行高效代码和普遍使用的X86软件。其结构框图如图7。
图7 CPU结构框图
3.1.1执行部件(EU)
CPU的执行部件负责执行指令,它从指令队列中取得等待执行的指令。执行部件由算术逻辑运算单元ALU、寄存器组、指令解码器等组成,其中寄存器组含有八个16位的通用寄存器:累加器AX、基址寄存器BX、计数寄存器CX、数据寄存器DX,堆栈指针SP、基址指针BP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI,且AX、BX、CX、DX可以被拆分成两个 8位寄存器(AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL),用来存放8位操作数;四个16位的段寄存器:指向当前代码段的CS寄存器、指向当前数据段的DS寄存器、指向当前堆栈段的SS寄存器和指向当前附加段的ES寄存器;两个专用寄存器:标志寄存器FR和指令指示器IP。指令指针IP总是保存着下一次将要从主存中取出指令的偏移地址,程序不能直接访问IP寄存器,它的内容由总线接口部件更新。
通过地址的生成执行部件将产生一个20位的物理地址给总线接口部件,以对1MB的存储空间进行寻址。存储器是由一些段组成,每个段都含有一个16位的段首地址,存储器的地址就是由这个16位的段首地址左移4位,然后与来自于IP寄存器或执行部件提供的16位偏移地址相加所形成的。
3.1.2总线接口部件(BIU)
总线接口部件主要负责完成CPU与存储器或输入/输出设备之间的数据传送。其中,总线SA19-SA0是非复用的存储器或输入输出地址,SD7-SD0是访问存储器或I/O时多路复用的地址或数据总线。存储器空间有1M字节,I/O空间有64K字节,在读、写存储器和取指令总线周期内存储器和CPU互换信息,I/O读、写总线周期用一个单独的输入输出地址空间。
3.2 VGA控制器
KT8808内含一个VGA控制器,该控制器可实现320X240-1024X768 16色的图形显示。其结构框图见图8。
图8 VGA结构框图
每一部分解释如下:
(1) 定序器
定序器产生控制整个芯片上所有功能模块的时序信号。
(2) CRT(阴极射线管)控制器
CRT控制器产生CRT时序信号(如同步信号和消隐信号),以控制CRT显示操作和显示刷新同步。并产生显示地址给显示存储器,以取得显示的数据给属性控制器。
(3) CPU总线接口
该接口在CPU总线与芯片中其它功能模块之间,它产生各模块寄存器的地址译码和显示所用的存储器地址译码、CPU读写数据的缓冲。
(4) 显示存储器接口
该接口将CPU总线来的读写地址和CRT控制器产生的显示地址进行组合形成DRAM的行列地址;将DRAM的数据进行组合使得几种配置的DRAM都能使用,并将显示数据缓冲。
(5) 图形控制器
图形控制器位于处理器和显示存储器之间的数据通道上,可以对它进行编程,对写入显示存储器的数据执行逻辑功能(例如:与、或、异或、循环移位)。这些逻辑功能提供了硬件支持,以简化绘图操作。
(6) 属性控制器
属性控制器包含一个颜色查找表(LUT--即调色板寄存器),将显示存储器的颜色信息转换为CRT显示器的颜色信息。
KT8808配接的显示存储器,分成独立的4个存储器体,称之为彩色页面。如下图9所示。
图9 显示存储器
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在上篇中,介绍了KT8808的概述和应用方案,本篇主要介绍KT8808的各个功能模块。
3、功能模块
3.1 80188/80186 CPU
KT8808内含一个用RISC方式实现的、与80188/80186指令级兼容的16位CPU,其具有与80188微处理器兼容的多路复用地址和数据总线,存储空间为1M字节,输入输出空间有64K字节,可运行高效代码和普遍使用的X86软件。其结构框图如图7。
图7 CPU结构框图
3.1.1执行部件(EU)
CPU的执行部件负责执行指令,它从指令队列中取得等待执行的指令。执行部件由算术逻辑运算单元ALU、寄存器组、指令解码器等组成,其中寄存器组含有八个16位的通用寄存器:累加器AX、基址寄存器BX、计数寄存器CX、数据寄存器DX,堆栈指针SP、基址指针BP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI,且AX、BX、CX、DX可以被拆分成两个 8位寄存器(AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL),用来存放8位操作数;四个16位的段寄存器:指向当前代码段的CS寄存器、指向当前数据段的DS寄存器、指向当前堆栈段的SS寄存器和指向当前附加段的ES寄存器;两个专用寄存器:标志寄存器FR和指令指示器IP。指令指针IP总是保存着下一次将要从主存中取出指令的偏移地址,程序不能直接访问IP寄存器,它的内容由总线接口部件更新。
通过地址的生成执行部件将产生一个20位的物理地址给总线接口部件,以对1MB的存储空间进行寻址。存储器是由一些段组成,每个段都含有一个16位的段首地址,存储器的地址就是由这个16位的段首地址左移4位,然后与来自于IP寄存器或执行部件提供的16位偏移地址相加所形成的。
3.1.2总线接口部件(BIU)
总线接口部件主要负责完成CPU与存储器或输入/输出设备之间的数据传送。其中,总线SA19-SA0是非复用的存储器或输入输出地址,SD7-SD0是访问存储器或I/O时多路复用的地址或数据总线。存储器空间有1M字节,I/O空间有64K字节,在读、写存储器和取指令总线周期内存储器和CPU互换信息,I/O读、写总线周期用一个单独的输入输出地址空间。
3.2 VGA控制器
KT8808内含一个VGA控制器,该控制器可实现320X240-1024X768 16色的图形显示。其结构框图见图8。
图8 VGA结构框图
每一部分解释如下:
(1) 定序器
定序器产生控制整个芯片上所有功能模块的时序信号。
(2) CRT(阴极射线管)控制器
CRT控制器产生CRT时序信号(如同步信号和消隐信号),以控制CRT显示操作和显示刷新同步。并产生显示地址给显示存储器,以取得显示的数据给属性控制器。
(3) CPU总线接口
该接口在CPU总线与芯片中其它功能模块之间,它产生各模块寄存器的地址译码和显示所用的存储器地址译码、CPU读写数据的缓冲。
(4) 显示存储器接口
该接口将CPU总线来的读写地址和CRT控制器产生的显示地址进行组合形成DRAM的行列地址;将DRAM的数据进行组合使得几种配置的DRAM都能使用,并将显示数据缓冲。
(5) 图形控制器
图形控制器位于处理器和显示存储器之间的数据通道上,可以对它进行编程,对写入显示存储器的数据执行逻辑功能(例如:与、或、异或、循环移位)。这些逻辑功能提供了硬件支持,以简化绘图操作。
(6) 属性控制器
属性控制器包含一个颜色查找表(LUT--即调色板寄存器),将显示存储器的颜色信息转换为CRT显示器的颜色信息。
KT8808配接的显示存储器,分成独立的4个存储器体,称之为彩色页面。如下图9所示。
图9 显示存储器
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