Интерфейсная часть микропроцессора

Интерфейсная часть МП предназначена для связи и согласования МП с системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд.

Интерфейсная часть включает в свой состав адресные регистры МПП, узел формирования адреса, блок регистров команд, являющийся буфером команд в МП, внутреннюю интерфейсную шину МП и схемы управления шиной и портами ввода – вывода.

Принцип функционирования микропроцессора

Каждый МП, реализующий программный способ обработки цифровой информации, должен располагать заданным составом команд, которые он может выполнять. Эти команды хранятся и специальной области памяти в виде цифровых кодов. Считывание и выполнение команд осуществляется в МП по тактовым импульсам высокочастотного генератора сигналов. Информация внутри МП пересылается по специальным многопроводным шинам (магистралям), которые имеют связь с внешними устройствами через выводы корпуса МП.

Для функционирования МП управляющая программа должна задавать очередную команду с указанием ее адреса в памяти. Тогда код этой команды, извлекаемый из памяти, по шине адреса пересылается в регистр команд и записывается в нем. Далее дешифратор команд его расшифровывает и пересылает в арифметико-логическое устройство для организации соответствующей операции над операндами. Подлежащие обработке данные поступают на вход АЛУ через буферный регистр данных, обеспечивающий временное хранение введенной информации.

Полученный результат через выход АЛУ поступает в устройство оперативного хранения, представленное регистром-аккумулятором. Для этого регистра данные по шине данных поступают к выходу МП. Заметим, что в реальных микропроцессорах регистр-аккумулятор является элементом блока регистров, называемых регистрами общего назначения.

Взаимосвязанная работа всех устройств МП обеспечивается устройством управления, снабженным автономной шиной управления. Устройство управления совместно с тактовым генератором обеспечивает требуемую последовательность работы элементов МП на всех этапах обработки информации (извлечение команды из памяти, ее дешифровка, пересылка данных в АЛУ, реализация текущей операции и т. п.). Особая роль в этом процессе отводится счетчику команд, соединенному с шиной данных и обеспечивающему совместно с УУ контроль за исполнением текущей команды. Одновременно счетчик команд организует периодическую подготовку МП к выполнению каждой последующей команды. Для этого счетчик команд имеет непосредственную связь с шиной адреса и, получив адрес очередной команды, фиксирует начало процесса ее выполнения. С этого момента счетчик команд изменяет свое значение, формируя адрес следующей команды, и т. д.

Контрольные вопросы:

1. Что такое микропроцессор, и какие функции он выполняет?

2. Какие типы микропроцессоров вам известны?

3. Назовите основные блоки микропроцессора.

4. Каковы структура и назначение устройства управления?

5. Каковы структура и назначение арифметико – логического устройства?

6. Каковы структура и назначение микропроцессорной памяти?

7. Что такое регистры? Назовите некоторые важные регистры и их назначения.

8. Каковы структура и назначение интерфейсной части микропроцессора?

Литература:

1. Архитектура компьютера. 4-е изд./ Э.Таненбаум. – СПб.: Питер, 2003.

2. Кузин А.В., Пескова С.А. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: Форум: Инфра – М, 2006.

3. Мураховский В.И. Устройство компьютера/ Под ред. С.В.Симоновича. – М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2004.