COP400
General information | |
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Launched | 1977 |
Common manufacturer(s) | |
Performance | |
Max. CPU clock rate | to 250 KHz |
Data width | 4 (RAM), 8 (ROM) |
Address width | 7 (RAM), 11 (ROM) |
Architecture and classification | |
Application | Embedded |
Instruction set | COP400 |
Physical specifications | |
Package(s) |
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History | |
Predecessor | MM5799 (PMOS COP) |
Successor | COP8 |
COP400 या COP II एक 4-बिट microcontroller परिवार है जिसे 1977 में राष्ट्रीय अर्धचालक द्वारा उनके मूल PMOS लॉजिक COP माइक्रोकंट्रोलर के फॉलो-ऑन उत्पाद के रूप में पेश किया गया था।[1] COP400 परिवार के सदस्य पूर्ण माइक्रो कंप्यूटर हैं जिनमें समर्पित नियंत्रकों को लागू करने के लिए आवश्यक आंतरिक समय, तर्क, ROM, RAM और I/O शामिल हैं।[2] कुछ COP400 डिवाइस पश्चिमी डिजिटल द्वारा WD4200 परिवार के रूप में दूसरे स्रोत से प्राप्त किए गए थे।[3][4] सोवियत संघ में कई COP400 माइक्रोकंट्रोलर का निर्माण 1820 श्रृंखला के रूप में किया गया था (उदाहरण के लिए सोवियत एकीकृत सर्किट पदनाम КР1820ВЕ1 के साथ COP402)।[5] COP400 को CMOS या NMOS लॉजिक|एन-चैनल सिलिकॉन गेट एमओएस तकनीक में लागू किया गया है। इसे आम तौर पर 24- या 28-पिन दोहरी इन-लाइन पैकेज पैकेज में पैक किया गया था। तेज़ परिवार के सदस्यों का निर्देश चक्र समय 4 माइक्रोसेकंड है। COP400 परिवार ने कई मेमोरी और पिनआउट कॉन्फ़िगरेशन की पेशकश की।
स्मृति
COP400 केवल पढ़ने के लिये मेमोरी और रैंडम एक्सेस मेमोरी के लिए अलग-अलग मेमोरी स्पेस का उपयोग करता है। ROM पते अधिकतम 11-बिट होते हैं, जबकि डेटा पते अधिकतम 7-बिट होते हैं।
रोम
प्रोग्राम मेमोरी में 512, 1024, या 2048 × 8-बिट ROM होती है। ROM बाइट प्रोग्राम निर्देश, प्रोग्राम डेटा या जंप एड्रेस पॉइंटर्स हो सकता है। JP और JSRP निर्देशों से जुड़ी विशेष विशेषताओं के कारण, ROM को अक्सर 64 बाइट्स के पृष्ठों में व्यवस्थित माना जाना चाहिए। इसके अलावा, LQID और JID निर्देशों द्वारा किए गए अद्वितीय संचालन के कारण, ROM पृष्ठों को कभी-कभी 256 बाइट्स के ब्लॉक में व्यवस्थित माना जाना चाहिए।
रैम
डेटा मेमोरी में 32, 64, या 128 × 4-बिट रैम होती है, जो 16 4-बिट अंकों के कई डेटा रजिस्टरों के रूप में व्यवस्थित होती है। रैम एड्रेसिंग को पॉइंटर के रूप में उपयोग किए जाने वाले 6- या 7-बिट बी रजिस्टर द्वारा कार्यान्वित किया जाता है। बी रजिस्टर के ऊपरी 2 या 3 बिट्स (बीआर) 4 या 8 डेटा रजिस्टरों में से एक का चयन करते हैं और निचले 4 बिट्स (बीडी) चयनित डेटा रजिस्टर में 16 4-बिट अंकों में से एक का चयन करते हैं। बी रजिस्टर द्वारा इंगित रैम अंक की 4-बिट सामग्री को आमतौर पर ए रजिस्टर में लोड किया जाता है, इसके साथ एक्सचेंज किया जाता है या संचालित किया जाता है।
सीपीयू रजिस्टर
आरेख में दिखाया गया रजिस्टर कॉन्फ़िगरेशन अधिकतम ROM (2048 × 8 बिट्स) और RAM (128 × 4 बिट्स) वाले COP400 परिवार के सदस्यों के लिए है। केवल 512 या 1024 बाइट्स ROM वाले परिवार के सदस्यों के पास केवल 9- या 10-बिट पीसी होगा। जिनके पास 64 या 32 स्थान की रैम है उनके पास केवल 2-बिट Br रजिस्टर होगा। कुछ निम्न स्तर के परिवार के सदस्य एससी स्टैक रजिस्टर को छोड़ देते हैं।[6] 4-बिट ए रजिस्टर (संचायक) अधिकांश अंकगणित, तर्क और डेटा मेमोरी एक्सेस संचालन के लिए स्रोत और गंतव्य रजिस्टर है। इसका उपयोग बी रजिस्टर के बीआर और बीडी भागों को लोड करने, 8-बिट क्यू लैच डेटा के 4 बिट्स को लोड करने और इनपुट करने, 8-बिट एल पोर्ट के 4 बिट्स को इनपुट करने और डेटा एक्सचेंज करने के लिए भी किया जा सकता है। एसआईओ रजिस्टर. एक 4-बिट अंकगणित तर्क इकाई अंकगणित और तर्क कार्य करती है, ए में परिणाम संग्रहीत करती है। एएससी और सीएएससी संचालन 1-बिट सी रजिस्टर में कैरी आउटपुट करते हैं, जो अक्सर अंकगणित अतिप्रवाह को इंगित करने के लिए नियोजित होते हैं। सभी ROM एड्रेसिंग 9-, 10-, या 11-बिट पीसी रजिस्टर के माध्यम से पूरा किया जाता है। इसका बाइनरी मान ROM में निहित बाइट्स में से एक का चयन करता है, आमतौर पर अगला प्रोग्राम निर्देश। अगले अनुक्रमिक ROM स्थान को इंगित करने के लिए वर्तमान निर्देश के निष्पादन से पहले पीसी का मान स्वचालित रूप से 1 बढ़ जाता है, जब तक कि वर्तमान निर्देश नियंत्रण निर्देश का स्थानांतरण न हो। बाद के मामले में, नियंत्रण संचालन के हस्तांतरण को लागू करने के लिए पीसी को उचित गैर-अनुक्रमिक मान के साथ लोड किया जाता है। पीसी स्वचालित रूप से अगले 64 बाइट पेज या प्रोग्राम मेमोरी के 256 बाइट ब्लॉक पर इंगित करने के लिए रोल करता है। पीसी के ऊपरी 1, 2, या 3 बिट्स का उपयोग जेआईडी और एलक्यूआईडी निर्देशों में भी किया जाता है। सबरूटीन के तीन स्तर सबरूटीन सेव रजिस्टर, एसए, एसबी और एससी द्वारा कार्यान्वित किए जाते हैं, जो लास्ट-इन, फर्स्ट-आउट (एलआईएफओ) हार्डवेयर सबरूटीन स्टैक प्रदान करते हैं। कुछ कार्यान्वयन में SC नहीं है। आई/ओ रजिस्टर और पोर्टCOP400 I/O डिवाइस के साथ कोई पोर्ट नंबर या मेमोरी एड्रेस संबद्ध नहीं है। सभी भौतिक I/O रजिस्टर और पोर्ट को COP400 असेंबली भाषा द्वारा सीधे नाम से संदर्भित किया जाता है। बेसलाइनलगभग सभी COP400 परिवार के उपकरण निम्नलिखित लागू करते हैं:[6]* चार सामान्य प्रयोजन इनपुट, आईएन0-में3, उपलब्ध कराए गए। 24-पिन पैकेज में IN नहीं है0-में3.
उच्च अंतCOP400 परिवार के कुछ उच्च अंत सदस्य हैं जैसे COP440 और COP2440 जिनमें 40-पिन हैं। इनमें अतिरिक्त रजिस्टर और पोर्ट हैं:[7]
निर्देश सेटCOP400 परिवार को बहुत कॉम्पैक्ट कोड के लिए डिज़ाइन किया गया है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले निर्देश एक बाइट हैं। कुछ मामलों में दो बाइट निर्देशों के विशेष एक-बाइट फॉर्म होते हैं। कुछ विशेषताएं जिनका उपयोग ऑब्जेक्ट कोड को अधिक कॉम्पैक्ट बनाने के लिए किया जा सकता है:
उदाहरण कोडयह उदाहरण कोड अनुदेश सेट पर स्थान बचाने वाली कई विशेषताओं को प्रदर्शित करता है:
व्यवधानसभी COP400 डिवाइस जिनमें 28 पिन या अधिक हैं, एक सिंगल बाधा डालना का समर्थन करते हैं। IN 1 लाइन का उपयोग इंटरप्ट इनपुट के रूप में किया जाता है। एलईआई निर्देश के साथ ईएन रजिस्टर के बिट 1 को 1 पर सेट करके इंटरप्ट को सक्षम किया जाता है। आईएन 1 पर कम से कम दो अनुदेश चक्र लंबे समय तक चलने वाली पल्स के जवाब में, जेपी जैसे नियंत्रण निर्देशों के सभी हस्तांतरण पूरे हो जाते हैं और सभी अनुक्रमिक एलबीआई निर्देश निष्पादित होते हैं। फिर पीसी को सबरूटीन स्टैक पर धकेल दिया जाता है और नियंत्रण 0xFF पते पर इंटरप्ट हैंडलर को स्थानांतरित कर दिया जाता है। इंटरप्ट सर्विस रूटीन में किसी भी सबरूटीन को नहीं बुलाया जा सकता है।[6]
वास्तुशिल्प विस्तारहालाँकि अधिकांश COP400 उपकरणों को कम-अंत अनुप्रयोगों पर लक्षित किया गया था, अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों को संबोधित करने के लिए आर्किटेक्चर के कई एक्सटेंशन बनाए गए थे। 1985 तक कुछ उपकरणों में दोहरी सीपीयू, रैम में एक गहरा स्टैक और बड़े एड्रेस स्पेस जोड़े गए।[7]
दोहरी सीपीयूCOP400 के "डुअल सीपीयू" संस्करणों की घोषणा नेशनल सेमीकंडक्टर द्वारा 1981 में की गई थी। इन सिंगल-चिप बैरल प्रोसेसर में दो स्पष्ट रूप से स्वतंत्र सीपीयू होते हैं जो निर्देश, मेमोरी और अधिकांश IO डिवाइस साझा करते हैं। वास्तव में, सीपीयू पूरी तरह से स्वतंत्र नहीं हैं और हाइपर थ्रेडिंग |हाइपर-थ्रेडिंग टेक्नोलॉजी (एचटीटी) के साथ इंटेल प्रोसेसर के समान हार्डवेयर संसाधनों को साझा करते हैं। एचटीटी की तरह, दोहरी सीपीयू संस्करण प्रोसेसर के कुछ अनुभागों को डुप्लिकेट करके काम करता है - जो वास्तुशिल्प स्थिति को संग्रहीत करते हैं - लेकिन अंकगणित तर्क इकाई, बसों और मेमोरी जैसे मुख्य निष्पादन संसाधनों को डुप्लिकेट नहीं करते हैं। दो वर्चुअल प्रोसेसरों में से प्रत्येक के लिए अलग-अलग वास्तुशिल्प स्थिति डुप्लिकेट ए (संचायक), बी (पॉइंटर रजिस्टर), सी (कैरी फ़्लैग), एन (स्टैक पॉइंटर्स), और पीसी (प्रोग्राम काउंटर) के साथ स्थापित की गई है।[6] जब रीसेट को डीअसर्ट किया जाता है, तो दोनों प्रोसेसर स्थान 0 पर शुरू होते हैं जिसमें सीएलआरए निर्देश होता है, फिर एक प्रोसेसर स्थान 401 (हेक्स) पर चला जाता है, बाद में दूसरे प्रोसेसर द्वारा स्थान 1 को निष्पादित करने के बाद एक निर्देश चक्र का पालन किया जाता है। प्रोसेसर तब वैकल्पिक रूप से एक बाइट निष्पादित करेगा प्रत्येक को कोड करें. अधिकतम घड़ी आवृत्ति पर, प्रत्येक प्रोसेसर के लिए निर्देश निष्पादन समय (एकल बाइट निर्देश) 4 माइक्रोसेकंड है, इसलिए, किसी भी प्रोसेसर के लिए निर्देश चक्र का समय उस राशि से दोगुना, 8 माइक्रोसेकंड है। कुछ दोहरे CPU संस्करणों में 40-पिन COP2440N, 28-पिन COP2441N और 24-पिन COP2442N शामिल हैं। रैम में रिटर्न स्टैकपहले COP400 उपकरणों में दो या तीन स्तर का समर्पित हार्डवेयर रिटर्न स्टैक शामिल था। COP440 जैसे बाद के उपकरणों में 2-बिट स्टैक पॉइंटर और रैम के साथ कार्यान्वित 4-स्तरीय रिटर्न स्टैक की सुविधा है। दोहरे सीपीयू संस्करणों में दो अलग-अलग 4-स्तरीय रिटर्न स्टैक होते हैं जो दो 2-बिट स्टैक पॉइंटर्स और दो अलग-अलग रैम क्षेत्रों के साथ कार्यान्वित होते हैं। बड़ा पता स्थानमूल COP400 निर्देश सेट 11-बिट (2,048 बाइट्स) तक के ROM पते का समर्थन करता है, जबकि डेटा पते 7-बिट अधिकतम (128 स्थान) हैं। तथाकथित समूह 4 उपकरणों ने अधिक एड्रेस बिट्स के साथ तीन-बाइट जेएमपी, जेएसआर और एलबीआई निर्देशों को जोड़कर मेमोरी सीमा को बढ़ाया। ये 15-बिट अधिकतम (32,768 बाइट्स) के ROM पते का समर्थन करते हैं, जबकि डेटा पते 9-बिट अधिकतम (512 स्थान) हैं। इन निर्देशों का समर्थन करने वाले उपकरणों में COP408, COP484, COP485, C0P409 शामिल हैं। यह स्पष्ट नहीं है कि इनमें से समूह 4 उपकरणों में से किसी का उत्पादन किया गया था या नहीं। अनुप्रयोग
एमुलेटरCOP400 परिवार के लिए एक ओपन-सोर्स MAME एमुलेटर और कई हाथ से पकड़े जाने वाले गेम और विशेष कैलकुलेटर हैं।[12][13]
यह भी देखें
संदर्भ
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