Глава 6

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ

6.1. Эвм и средства микропроцессорной техники в иис

Программируемые средства вычислительной техники употребляются в ИИС, шо-первых, при совместном выполнении измерительных и вычислительных про­цедур, необходимых для получения результатов измерения, во-вторых, для обра­ботки измерительной информации и, в-третьих, для организации программного управления работой ИИС. Эти функции выполняются в ИИС универсальными л программируемыми клавишными ЭВМ и в резко возрастающем объеме сред­ствами микропроцессорной техники (микропроцессорами и микропроцессорными .комплектами). Перспективным представляется использование в ИИС ЗУ.

Здесь приводятся основные характеристики и излагается принцип действия леречисленных средств вычислительной техники в таком объеме, который не­обходим для понимания особенностей их работы в ИИС, а также для перво-лачальной оценки целесообразности использования того или иного вычислитель­ного средства при проектировании систем и комплексов.

Необходимо учитывать, что микроэлектроника развивается очень быстро, .а поэтому приведенные в книге фактические данные могут устареть даже к мо­менту выхода в свет этой книги.

С учетом производительности, стоимости и ряда других факторов ЭВМ под­разделяются на группы: большие и средние, малые (мини-ЭВМ) и микро-ЭВМ.

Наиболее распространенными отечественными ЭВМ первой группы являются ЭВМ единой системы — ЕС ЭВМ. Единая система ЭВМ представляет комплекс программных и аппаратных средств общего назначения, причем все ЭВМ, вхо­дящие в ЕС, обладают информационной, программной и аппаратной совмести­мостью.

Использование ЭВМ первой группы при построении ИИС имеет ряд особен­ностей: ЭВМ этого класса дороги, они требуют довольно больших, специально оборудованных помещений, для их обслуживания необходим штат высококвали­фицированных специалистов, полная и эффективная загрузка таких ЭВМ требует значительных усилий. Исходя из этого, использование больших и средних ЭВМ оправдано при построении сложных многомашинных ИИС, в которых таким ЭВМ отводится роль главных. Главная ЭВМ, как правило, осуществляет управ­ление другими ЭВМ и производит окончательную обработку информации.

Учитывая вышеизложенное, вопросы использования ЭВМ первой группы при построении ИИС здесь не рассматриваются.

Необходимость решения задач, связанных с автоматизацией измерений, кон­троля и управления технологическими процессами, предварительной обработкой информации, поступающей по линиям связи, привела к появлению компактных быстродействующих ЭВМ с коротким словом и упрощенной системой команд, получивших название мини-ЭВМ. В нашей стране выпускаются мини-ЭВМ СМ-1, СМ-2, СМ-3, СМ-4, «Электроника-125» и др.

Следует отметить, что мини-ЭВМ являются основой для построения ряда управляющих и измерительных вычислительных машии и комплексов. Совре­менные мини-ЭВМ по многим своим характеристикам мало отличаются от сред­них ЭВМ. Действительно, быстродействие современных мини-ЭВМ достигает

10⁶ операций/с, емкость памяти —от 4 до 256 тыс. слов, разрядность — от 12 по 32 (преимущественно 16) двоичных разрядов, количество команд — до 200,. они "имеют гибкую систему прерываний и приоритетов, при программировании используются алгоритмические языки высокого уровня и т. д.

Особенности организации малых ЭВМ в значительной мере связаны с ко­ротким машинным словом. Это приводит, с одной стороны, к повышению бы­стродействия, но с другой — к сокращению количества команд и ограничению емкости памяти, к вынужденному использованию относительной, косвенной и. других видов адресации, к тому, что преимущественно используется одноадрес­ный формат команд. Следует также отметить, что большие и средние ЭВМ имеют преимущество перед малыми, а малые — перед микро-ЭВМ в области более полного и обладающего лучшими характеристиками набора периферийных устройств и программного обеспечения.

Микроэлектронная промышленность выпускает большое количество типов; микропроцессоров (МП), микро-ЭВМ и микропроцессорных комплектов инте­гральных микросхем (МПК ИС). Широкое распространение этих микропроцес­сорных средств объясняется, в первую очередь, малыми габаритами, низкой. стоимостью, повышенной надежностью и универсальностью, связанной с програм­мным принципом работы [6.1].

Микро-ЭВМ (микропроцессорная вычислительная машина) — это ЭВМ, со­стоящая из МП, полупроводниковой памяти и средств связи с периферийными. устройствами.

Под МП понимается программно-управляемое устройство обработки цифро­вой информации, конструктивно выполненное в виде одной или нескольких БИС,. входящих в состав МПК ИС. Микропроцессор по своим функциям и структуре напоминают упрощенный вариант процессора обычных ЭВМ [6.2, 6.3].

Микропроцессорный комплект ИС представляет собой совокупность микро­процессорных и других интегральных микросхем, совместимых по информацион­ным, энергетическим характеристикам и по конструктивно-технологическому исполнению и предназначенных для совместного использования при построении МП, микро-ЭВМ, контроллеров и других средств вычислительной техники.

Перейдем к рассмотрению основных характеристик этих микропроцессорных средств.