- •Характеристики і функції інтерфейсу мікропроцесорних систем.
- •Регістрова і стекова архітектури мікропроцесора.
- •Сучасні архітектури мікропроцесорів: паралельні архітектури.
- •Архітектура однокристального мікропроцесора
- •Загальна характеристика і класифікація мікропроцесорів
- •Однокристальні мікроЕом серії кр1816
- •Однокристальний 16-розрядний мп
- •8 Узагальнена функціональна схема мікроконтролера керування електронним пристроєм.
- •9 Пристрої пам’яті. Поняття про озп і пзп.
- •Мультипроцесорні системи.
- •Узагальнена функціональна схема мікроконтролера керування електронним пристроєм.
- •Модулі центрального процесора і пам’яті мікроконтролера.
- •13. Узагальнена функціональна схема мікроконтролера керування електронним пристроєм
- •14. Програмне забезпечення мікропроцесорних систем
- •15. Мікропроцесорні контролери для промислового обладнання
Архітектура однокристального мікропроцесора
Рассмотренные способы организации МК на базе однокристального микропроцессора К580ВМ80А дают возможность проектирования одноплатных микроконтроллеров, в состав которых входит порядка десяти БИС обрамления, обеспечивающих взаимодействие МП с внешними устройствами. Применение одноплатных МК, обладающих высокой производительностью, большой разрядностью обрабатываемых данных и значительным объемом прямоадресуемой памяти, во многих практических случаях нецелесообразно. Для сравнительно несложной с точки зрения управления бытовой техники предпочтительны компактные малогабаритные микроконтроллеры с системой команд, ориентированной на задачи управления техническими объектами.
Современный уровень развития микроэлектроники позволил создать БИС, на кристалле которого размещены не только АЛУ, УУ и РОН, как в однокристальных МП, но и ОЗУ, ПЗУ, порты ввода-вывода и даже таймер. По общей архитектуре такие БИС больше напоминают законченную ЭВМ. Однако незначительная емкость памяти, расположенная на кристалле, упрощенная и ориентированная на выдачу управления система команд предопределяет использование их как контроллеров для автоматизации различного технологического оборудования. Поэтому будем называть их однокристальными микропроцессорными контроллерами (ОМК) в отличие от МК, реализованных на однокристальных МП.
Применение ОМК позволяет существенно уменьшить число БИС, используемых в технологических контроллерах, повысить надежность, снизить их стоимость и энергопотребление. Эти качества ОМК позволяют проектировать малогабаритные ОМК, легко встраиваемые объекты бытовой техники, имеющие небольшие размеры (холодильники, утюги, магнитофоны, телевизоры и др.).
Основные архитектуры процессоров ОМК
В современных ОМК применяются следующие архитектуры процессоров :
RISC — (Reduced Instruction Set Computer) архитектура с сокращенным набором команд.
CISC — (Complex Instruction Set Computer) традиционная архитектура с расширенным набором команд.
ARM — (Advanced RISC — machine) усовершенствованная RISC архитектура.
Главная задача RISC-архитектуры - обеспечение наивысшей производительности процессора. Её отличительными чертами является:
малое число команд процессора (несколько десятков);
каждая команда выполняется за минимальное время (1-2 машинных цикла, такта).
максимально возможное число регистров общего назначения процессора (несколько тысяч);
увеличенная разрядность процессора (12, 14, 16 бит).
Современная RISC-архитектура включает, как правило, только последние 3 пункта, так как за счет повышенной плотности компоновки БИС стало возможным реализовать большое количество команд.
В современных 32-разрядных ОМК используют ARM архитектуру (расширенная RISC архитектура с суперсокращением команд ТНUМВ).
Загальна характеристика і класифікація мікропроцесорів
В современном мире трудно найти область техники, где не применялись бы микропроцессоры. Они применяются при вычислениях, они выполняют функции управления, они используются при обработке звука и изображения. В зависимости от области применения микропроцессора меняются требования к нему. Это накладывает отпечаток на внутреннюю структуру микропроцессора. По области применения определилось три направления развития микропроцессоров:
микроконтроллеры
универсальные микропроцессоры
сигнальные микропроцессоры
По внутренней структуре существует два основных принципа построения микропроцессоров:
Гарвардская архитектура
Архитектура Фон-Неймана
По системе команд микропроцессоры отличаются огромным разнообразием, зависящим от фирмы-производителя. Тем не менее можно определить две крайние политики построения микропроцессоров:
Аккумуляторные микропроцессоры
Микропроцессоры с регистрами общего назначения
В микропроцессорах с регистрами общего назначения математические операции могут выполняться над любой ячейкой памяти. В зависимости от типа операции команда может быть одноадресной, двухадресной или трёхадресной.
Принципиальным отличием аккумуляторных процессоров является то, что математические операции могут производиться только над одной особой ячейкой памяти - аккумулятором. Для того, чтобы произвести операцию над произвольной ячейкой памяти её содержимое необходимо скопировать в аккумулятор, произвести требуемую операцию, а затем скопировать полученный результат в произвольную ячейку памяти.
В настоящее время в чистом виде не существует ни та ни другая система команд. Все выпускаемые в настоящее время процессоры обладают системой команд с признаками как аккумуляторных процессоров, так и микропроцессоров с регистрами общего назначения.