DE3229349C2 - Mikrocomputergerät, insbesondere zur Programmerstellung - Google Patents

Abstract

Ein Mikrocomputergerät, insbesondere zur Programm erstellung und zum Programmtest ist auf einen bestimmten Mikroprozessortyp ausgelegt. Um die CPU-Karte bzw. den Mikroprozessor unter Beibehaltung der Peripheriefunktionen austauschen zu können, sind zwischen die Steuerbusanschlüsse des jeweils eingesetzten Mikroprozessortyps und die Steuerbuskomponente des Mikrocomputergeräts Verknüpfungsschaltungen geschaltet. Diese setzen die Steuerbussignale dieses Mikroprozessortyps in solche des bestimmten Mikroprozessortyps um.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrocomputergerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Mikrocomputer sind Eiand der Technik. Diese sind im Maschinencpde bzw. Assembler (Mnemonics) der verwendeten zentralen Prozessoreinheit (CPU), d. h. nach dem Befehlsvorrat des verwendeten Mikroprozessortyps programmiert Der Maschinencode ist durch das Mikroprogramm des Herstellers und durch die interne Hardware der CPU-Karte festgelegt Soll auf einem solchen Mikrocomputer ein Programm laufen, das im Maschinencode bzw. Assembler einer anderen zentralen Prozessoreinheit (CPU) erstellt wurde, dann muß vom Benutzer das Programm in den Maschinencode der tatsächlich verwendeten zentralen Proze'ssoreinheit umgewandelt werden. Dem unterschiedliche Mikroprozessortypen bzw. CPU-Karten arbeiten mit unterschiedlichen Mikroprogrammen.

Die Umsetzung des einen Muschl· sncodes in einen anderen Maschinencode kann auch mittels eines eigenen Simulationsprogramms erfogen, soweit die Programme noch relativ einfach sind. Solche Simulationsprogramme sind jedoch gewöhnlich komplex und erfordern zusätzlichen Speicherplatz. Kompliziertere Programme müssen teilweise vom Anwender übesetzt und damit auch korrigiert werden. Ein weiterer Nachteil einer solchen Umsetzung des Maschinencodes mittels eines Simulationsprogramms besteht darin, daß das übersetzte Programm wesentlich langsamer abläuft als ein Originalprogramm. Außerdem entstehen Unsicherheiten dadurch, daß der simulierte Mikroprozessortyp tatsächlich bei der Programmerstellung und beim Programmtest nicht vorhanden ist, so daß auch keine Messungen an der Hardware des simulierten Mikroprozessors durchgeführt werden können.

In der US-Firmenschrift: Intel component data catalog, 1980, Seiten 9/9 - 9/13 ist ein Programmentwickjungssystem mit einem Bus für verschiedene Prozessorbaugruppen beschrieben. Die Prozessoren gehören hier jedoch zur gleichen Familie und weisen im wesentlichen die gleichen Steuersignalanschlüsse auf. Mikroprozessoren eines anderen als des Mikroprozessortyps dieser Familie lassen sich hier nicht zusammenschalten Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mikrocomputergerät der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem sich eine Prozessoreinheit mit einem Mikroprozessortyp gegen eine Prozessoreinheit mit einem anderen Mikroprozessortyp unter Beibehaltung der anderen Baueinheiten, des Mikrocomputergerätes und gegebenenfalls der Software austauschen läßt.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Mikrocomputergerät der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Damit ist erreicht, daß in der Betriebssoftware, beispielsweise im Monitor, die Funktionen und damit die Bedeutung der Funktionstasten bei unterschiedlichen Mikroprozessoren gleich sind. Diesbezüglich führt demnach der Einsatz eines anderen Mikroprozessors nicht zu einer anderen Bedeutung der Funktionstasten. In speziellen Fällen vgl. Patentanspruch 2 kann über die Dateneingabe hinaus der Maschinencode des eingesetzten Mikroprozessors verwendet werden. Der Wechsel einer CPU-Karte erfordert dann keine Programmübersetzung. Die Verknüpfungsschaltungen übernehmen die Hardwareanpassung.

Das Gerät eignet sich zur Erstellung von Programmen und deren Test für unterschiedliche Mikroprozessortypen, Es kann auch zur Maschinensteuerung eingesetzt werden, wobei dann gerade die CPU-Karte einsetzbar ist, die den für die Lösung des jeweiligen Steuerprob'ems günstigsten Befehlssatz bietet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigt ⁶

Fig. 1 den Aufbau eines Mikrocomputergerätes,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer beliebigen CPU-Karte für das Gerät nsch Fig. 1,

Fig. 3 das Blockschaltbild einer CPU-Karte mit einem Z80-Mikroprozessor an einer 8085-Bus-Anschluß-

Fig. 4 bis 6 Verknüpfungsschaltungen für das Blockschaltbild nach Fig. 3,

Fig.7 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem PROM anstelle der Verknüpfungsschaltungen,

Fig. 8 einen Belegungsplan einer Bus-Anschlußleiste mit den Steuersignalbezeichnungen eines 8085-Mikroprozessors und

Fig.9 den Belegungsplan der Bus-Anschlußleiste mit den Steuersignalbezeichnungen eines Z 80-Mikro-Prozessors.

Ein Mikrocomputergerät weist eine Eingabeeinheit auf. Diese besteht aus einer hexadezimalen Datentastatur und aus einer Steuertastatur, über die die einzelnen Funktionen einer Ausgabeeinheit 2 vom Benutzer zu steuern sind. Diese Funktionen sind beispielsweise Dateneingabe, Adresseneingabe, Einfügen von Befehlen, »Breakpointeizen«, Programmstart. Die Eingabeeinheit 1 weist außerdem Taster für vom Benutzer frei definierbare Funktionen auf. Funktionsmäßig ist zwischen der Eingabeeinheit 1 und der Ausgabeeinheit 2 und zwischen einer Datenbus-. Adressbus- und Steuerbuskomponente 3 eine Interfacekomponente 4 vorgesehen.

Das Gerät weist sechs parallelgeschaltete Bus-Anschlußleisten 5 auf. Diese sind für eine CPU-Karte 6 und fünf weitere Steckkarten 7 bis 11 vorgesehen. Die Steckkarten 7 bis 11 nehmen im Bedarfsfalle beispielsweise weitere RAM-Speicher, v/eitere Datenausgaben, Prozeß-Schnittstellen oder Experimentierschaltungen auf. Außerdem ist das Gerät mit einem Netzteil versehen, welches die notwendigen Versorgungsspannungen liefert

Die CPU-Karte 6 trägt einen Mikroprozessor, einen EPROM-Speicher für das Monitorprogramm und einen RAM-Speicher, der als Anwenderspeicher vorgesehen ist. Diese CPU-Elektronik ist in den Fiß. 2,3, 7 mit 13 bezeichnet.

Das Gerät nach F i g. 1 ist für einen Mikroprozessor des Typs 8085 ausgelegt, den die CPU-Karte 6 trägt. Dieser Mikroprozessor weist eine von anderen Mikroprozessoren abweichende Signalbelegung seiner * ischlüsse auf. Es kann also nicht ohne weiteres mit dsm Gerät eine Programriierstellung, ein Programmtest oder eine Maschinensteuerung erfolgen, wenn eine CPU-Kar*^ 6 verwendet wird, die mit einem anderen Mikroprozessor arbeitet. Die Unterschiede liegen beim Einsatz von gängigen 8-bit-Prozessortypen weniger im Datenbus und im Adressbus, sondern vielmehr in der Auslegung der Steuersignale.

In Fig. 2 sind Verknüpfungsschaltungen 12 schematisch dargestellt, die die Steuersignalanschlüsse des jeweils eingesetzten Mikroprozessortyps auf einer CPU-Karte 6 so umsetzen, daß sie an den Steuerbus des Geräts passen. Räumlich sind die Verknüpfungsschaltungen 12 auf der CPU-Karte 6 angeordnet.

In F i g. 3 ist speziell die Anpassung einer Z 80-Mikroprozessor-CPU 13 an eine Bus-Anschlußleiste 5 gezeigt, wobei der Steuerbus des Gerätes an sich auf einen Mikroprozessor des Typs 8085 ausgelegt ist. Dementsprechend sind in F i g. 3 in der Anschlußleiste 5 die Bezeichnungen der Steuerleitungen des Steuerbasses des 8085-Mikroprozessors eingetragen. Die Bezeichnungen der Steuerleitungen des Steuerbusses des Z 80-Mikroprozessors 13 sind bei diesem angegeben. Zum Teil beinhalten unterschiedliche Bezeichnungen der Steuerleitungen der beiden Mikroprozessortypen die gleiche Funktion. Bei solchen Signalen bedarf es keiner Umsetzung durch eine Verknüpfungsschaltung. Diese Bezeichnungen der Steuerleitungen sind aus Fig. 3 ersichtlich.

Weitere Bezeichnungen der Steuerleitungen bedeuten unterschiedliche Funktionen. Zur Anpassung sind entsprechende Verknüpfungsschaltungen 12a 12fr und 12c vorgesehen.

Zwischen den Signalen IORQ und MREQ des Z 80-Mikroprozessors und dem IO/M eines 8085-Mikroprozessors besteht der Zusammenhang

Z 80 8085

löRTJ	MREQ	IO/M
0	1	1
1	0	0
1	1	X
0	0	X

50

wobei Ti ein beliebiger Wert sein kann.

Diese Beziehung wird durch die Verknüpfungsschaltung 12ageschaffen. In den Fig. 4 und 5 sind zwei Beispiele für eine derartige Verknüpfungsschaltung dargestellt. Dem einen der beiden Steuerbusanschlüsse ist ein Inverter 14 nachgeschaltet. Beide Steuerbusanschlüsse sind über ein UND-Gatter J5 verknüpft. Dabei ist beim Ausrührungsbeispiel nach Fig. 4 das UND-Gatter 15 nicht invertierend, wogegen es beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 invertiert.

Das INTA-Signal des SOeS-Mikroprozessors ist bei Koinzidenz des IORQ- und des Ml-Signals des Z80-Mikroprozessors aktiv. Dies wird durch die Verknüpfungsschaltung 12b erreicht, P:r die in Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die Schaltung nach Fig. 6 weist einen Vergleicher 16 auf.

Z¹Jr Erzeugung der Status-Signale SO und Sl ist eine Verknüpfungsschaltung 12c vorgesehen. Diese stellt folgenden Zusammenhang her:

Z 80 8085

HALT =0 SO = 0, Sl = 0

MT = O₁MREQ = O SO=I₁Sl = I

RD =0 SO = 1, Sl = 0

WR =0 SO = 0, Sl = 1

Nach dieser Tabelle läßt sich ohne weiteres eine entsprechende Schaltung aufbauen.

Zwischen weiteren Signalanschlüssen (vgl. Fig. 3, Fig. 7) sind lediglich Invertergatter lld zur Pegelumkehr vorgesehen.

Wird bei dem Gerät eine CPU-Karte 6 mit einem 8085-Mikroprozessor gegen eine CPU-Karte mit einem Z 80-Mikroprozessor ausgetauscht, dann schaffen die Verknüpfungsschaltungen 12 die notwendige Anpassung

ts an den Steuerbus. Sämtliche anderen Einheiten werden beibehalten. Vorhandene Funktionen bzw. Funktionstasten innerhalb der Betriebssoftware haben unabhängig von der verwendeten CPU-Karte immer gleiche Bedeutung. Über die Eingabeeinheit 1 läßt sich vom Benutzer der der jeweiligen CPU-Karte eigene Maschinencode eingeben, der von dem verwendeten Mikroprozessor abhängig ist. Das Gerät eignet sich dabei zur Pro-"räznnisrstsHün'" und zur Durchführen" von Tests fur verschiedest CPU-Ksrtsn.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 ist anstelle der Schaltungen 124126,12caus üblichen Standardgattern ein einziger Festwertspeicher (ROM), insbesondere ein programmierbarer Festwertspeicher (PROM) 12' vorgesehen. Dieser ist so programmiert, daß die Signale SO, Sl, IO/M, INTA der 8085-CPU aus den Signalen WR, RD, MREQ, Ml, HALT und IORQ des Z 80-Mikroprozessors 13 erzeugt werden. Hierfür wird der PROM (256 x 4 Bit) nach folgendem Schema programmiert:

Ao-A3 A₄-A₇ 0123456789ABCDEF

30	0	0	0	0	0	1	1	1	1	8	8	8	8	C	C	C	C
	1	3	3	3	3	4	5	6	7	8	9	A	8	C	D	E	F
	2	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8
	3	B	B	B	B	8	9	A	8	8	9	A	8	8	9	A	8
35	4	X	X	X	X										.
	5	X
	6	X
40	7 8	X X														•
	9
	A
45	B C														•	•	•
	D
	E																.
	F	X															X

Die genannten Signale des Z 80-Mikroprozessos liegen an den Adresseneingängen AO bis A5 des PROM's 12'. An den Ausgängen Ql bis Q4 treten dann die entsprechenden Signale für den 8085-Steuerbus auf (vgl. F i g. 7). Aus Fig. 8 ist die Belegung der Anschlüsse a und c 1 bis 32 der Anschlußleiste 5 für den Fall ersichtlich, in

dem eine CPU-Karte 6 mit einem 8085-Mikroprozessor gesteckt ist. In F i g. 9 ist die Belegung der Anschlüsse a und c 1 bis 32 der Anschlußleiste 5 für den Fall dargestellt, in dem eine CPU-Karte 6 mit einem Z80-Mikropro zessor und den entsprechenden Verknüpfungsschaltungen 12 gesteckt ist. Der Vergleich der Fi g. 8 und 9 zeigt, daß einige Sonderfunktionen, nämlich RST 6,5, ALE, SID, SOD, RST 7,5, RST 5,5, des 8085-Mikroprozessors vom Z80-Mikroprozessor nicht nachgebildet werden müssen, da diese für den Betrieb des Geräts nicht nötig sind. Im Bedarfsfälle jedoch können auch diese Funktionen nachgebildet werden.

Der Vergleich zeigt auch, daß das RFSH-Signal des Z80-Mikroprozessors an den gleichen Anschluß angelegt werden kann wie das CLK-Signal des 8085-Mikroprozessors.

Die Verknüpfungsschaltung 12 ist immer entsprechend der Steuerbefehle des jeweils verwendeten Mikroprozessors und den Steuerbefehlen, für die das Gerät an sich ausgelegt ist, aufgebaut Das Ausführungsbeispiel ist also nicht auf Verknüpfungsschaltungen beschränkt, die einen Z80-Mikroprozessor an ein auf einen 8085-Mikroprozessor ausgelegtes Gerät anpassen. Es können auch andere 8-Bit-Mikroprozessoren verwendet

werden. _

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mikrocomputergerät mit Eingabe- und Ausgabeeinheiten, insbesondere zur Programmerstellung und zum Programmtest, mit einer Bus-Schnittstelle, die einen Datenbus, einen Adressenbus und einen Steuer-

bus umfaßt und über Bus-Anschiußleisten eine steckbare Prozessoreinheit und eine weitere Baueinheit verbindet und wobei der Steuerbus die Steuersignale eines bestimmten Mikroprozessors aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Prozessoreinheit mit einem anderen Mikroprozessortyp zwischen die Steuerbus-Anschlüsse des anderen eingesetzten Mikroprozessortyps (13) und die Steuerbus-Anschlüsse der Bus-Anschlußleiste (S) Verknüpfungsschaltungen (12) geschaltet sind, die Oie ίο Steuerbus-Signale dieses Mikroprozessortyps in solche des anderen Mikroprozessortyps umsetzen.

2. Mikrocomputergerät nach Anspruch 1, das für einen 8085-Mikroprozessor ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Signale IO/M, INTA, SO, Sl und READY Yerknüpfungsschaltungen (12a bis 12c) vorgesehen sind, die die Steuersignale eines eingesetzten Z 80-Mikroprozessors auf die Steuersignale

^ eines 8085-Mikroprozessors an der Bus-Anschlußleiste (5) umsetzen.

ti 15

3. Mikrocomputergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung des IO/M-

Signals aus dem IORQ- und dem MREQ-Signal eine erste Verknüpfungsschaltung (12a), für die Erzeugung des INTA-Signals aus dem IORQ- und dem Ml-Signal eine zweite Verknüpfungsschaltung (12A), und zur

χ Erzeugung des SO-, Sl-Signals aus dem MREQ-, RD-, WR-, Ml- und dem HALT-Signal eine dritte Verknüpfungsschaltung (12c) vorgesehen ist

ύ ²⁰

4. Mikrocomputergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltungen

§ von einem Festwertspeicher (12') gebildet sind.