Yıldız Teknik Üniversitesi Motorola İşlemciler Kaynak : Fırat Üniversitesi Tek.Eğt.Fakültesi Gazi Üniversitesi Yıldız 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 İşlemciler İşlemci Veri Yolu Genişliği Bellek Büyüklüğü   Motorola 6800 8 64 K 6805 2 K 6809 68000 16 16 M 68008Q 1 M 68008D 4 M 68010 68020 32 4 G 68030 4 G + 256 cache 68040 4 G + 8 K cache 68060 64 4 G + 16 K cache PowerPC 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 işlemciler olarak anılır.

Zamanlama ve Kontrol Ünitesi Sistemin Tüm İşleyişinden ve işlemin zamanında yapılmasından sorumludur.

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):Komut Kayıtçısıdır IR(Instruction Register):Komut Kayıtçısıdır.O anda çalışan komutu üzerinde bulundurur. Komut Kodu Çözücü : Komut kayıtçısından gelen bilgileri kontrol sinyalleri oluşturacak şekilde kodlar.

Akümülatör A – B : A ve B olmak üzere iki tanedir 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): 16 bitliktir Dizin Yazmacı(X): 16 bitliktir.Kullanılacak gerçek hafıza yerini belirlemek için bu kayıtçı değer,komutla belirtilen adrese eklenir.

Yığın İşaretçisi(SP):16 bitliktir 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):ALU ile birlikte çalışır 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): 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): 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): 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) : 6802 Mikroişlemcisi, 128 baytlık bir RAM bellek birimini tümleşik olarak içinde bulundurur. Bu bellek birimi mikroişlemci bellek haritasında 0000H ile 007FH adres alanında bulunur.

Yol Uygunluğu Ucu(BA) : Bellek Hazır Ucu (MR): Bellek hazır (MR, Memory Ready) giriş ucu ise 6802 mikroişlemcisinin bellek okuma/ yazma hızına uygun olmayan düşük hızda çalışabilen belleklerle çalışma için kullanılır. Durdurma Ucu (HALT) : Bu aktif-sıfır giriş kontrol işareti mikroişlemci biriminin çalışmasını bütünüyle durdurmak için kullanılır. Yol Uygunluğu Ucu(BA) : Bu çıkış kontrol işareti, mikroişlemci biriminin çalışmasının durdurulduğunu, sistemin adres ve veri yolunun başka birimler tarafından kullanılmaya uygun olduğunu bildirmek için kullanılır.

Yeniden Başlatma Ucu (RES) : Mikroişlemci biriminin çalışma başlangıç durumunu koşullandırmak için kullanılır. Bu uç 0 yapıldığında program Mikroişlemcinin başlangıç adresine dallanır. Örtülemez Kesme (NMI) : Bu uç lojik-0 olunca mikroişlemcinin o andaki bilgileri yığın göstergeci vasıtasıyla saklanır.

Örtülebilir Kesme İsteği (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): 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 68HC08 ve 68HC11 Mikro denetleyicileri Motorola firmasının ürettiği 8-bitlik mikro denetleyicilerdir.Ana çekirdek olarak geliştirilmiş 6800 kullanırlar.Yazılımları 6800 mikroişlemcisine benzer. 68HC08 Mikroişlemciyle beraber 512-bayt RAM,kod güvenliği yetenekli 32-KB Flaş-ROM,paralel giriş/çıkış,seri giriş/çıkış,sayıcı/zamanlayıcı, analog/sayısal dönüştürücü birimlerini içinde bulundurur.

Uç fonksiyonları,mikrobilgisayarın çalışma 68HC11 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.

Dökümanı www.ahbikan.com adresinden indirebilirsiniz. HAZIRLAYANLAR Ahmet B. KANDEMİR Şahinur ARSLANBAŞ Muhammet KARKIN Kürşat ÇAL Gülsüm DEMİRÖZ Dökümanı www.ahbikan.com adresinden indirebilirsiniz.