6. . Архитектура МП систем (МПС). Основные составляющие МПС.
7. Однокристальные, одноплатные и многоплатные микро-эвм. Основные параметры и особенности. Классификация и основные параметры мп
Сложность классификации МП средств связана с тем, что с одной стороны МП - это функциональное вычислительное устройство, а с другой стороны - это БИС. Поэтому для МП важны такие параметры БИС, как:
тип корпуса БИС,
количество источников питания,
требования к синхронизации,
мощность рассеяния,
температурный диапазон,
быстродействие,
уровни сигналов,
возможность наращивания,
нагрузочная способность и т.д.
Как функциональное устройство МП характеризуется следующими параметрами:
формат обрабатываемых данных,
количество, тип и гибкость системы команд,
методы адресации данных,
число внутренних регистров,
средства прерываний,
построение системы ввода-вывода и т.д.
Как и обычное устройство управления МП можно разделить на три части: операционную (в ней осуществляется преобразование данных), управляющую (осуществляет управление обработкой данных по программе) и интерфейсная (осуществляет связь МП с внешними устройствами). Первые две части характеризуются разрядностью, системой команд, системой прерываний и т.д., третья часть - разрядностью, возможностью подключения других частей системы и т.д.
Конструктивно все три части могут присутствовать в одном кристалле БИС, тогда этот МП называют однокристальным МП: или каждый кристалл МПС выполняет свою функцию - тогда МП называют многокристальным . Ряд МП допускают наращивание до необходимой разрядности, причем отдельно можно наращивать все три части МП. Тогда эти МП называют многокристальными секционированными, где каждая секция обрабатывает свою область разрядов данных. На рис. 0.1 условно показаны эти типы МП.
а) б) в)
УП- управляющая часть, ОП - операционная часть, ИП - интерфейсная часть
Рис. 0.1.
Поэтому по числу БИС в МПК МП классифицируются:
-однокристальные,
многокристальные,
многокристальные секционированные.
По назначению:
- универсальные - могут быть использованы для широкого круга задач, причем их эффективность слабо зависит от типа решаемой задачи,
- специализированные - они ориентированы на выполнение определенных функций, что позволяет существенно повысить эффективность при решении определенного класса задач. В частности, это специальные математические процессоры, процессоры обработки видеоданных и т.д. Производительность этих процессоров очень высока, но только для узкого круга решаемых задач.
По виду обрабатываемых данных:
- цифровые,
- аналоговые (МП - цифровые устройства, но на их входах и выходах стоят соответственно аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи).
По виду временной синхронизации:
- синхронные - МП, в которых начало и конец каждой операции задаются устройством управления и не зависят от вида команд и величины операндов,
- асинхронные МП - начало последующей операции определяется по фактическому окончанию предыдущей операции.
По организаций МПС:
- одномагистральная МПС - все устройства системы имеют один интерфейс и подключены к единой магистрали, по которой передаются коды данных, адресов и управляющих сигналов,
- многомагистральная МПС - устройства группами подключаются к своей информационной магистрали, по которым можно осуществить одновременную передачу данных, адресов и управляющих сигналов.
По виду системы команд:
- МП с жестким набором команд - каждая команда такого МП не может быть разделена на более простые операции. Система команд такого МП не может быть изменена программным способом,
- МП с микропрограммированием - система команд такого МП может быть модифицирована за счет изменения последовательности микропрограмм. из которых состоит каждая команда такого МП. Мировая промышленность выпускает в настоящее время большое число МПК. Каждый из них предназначен для определенного применения, имеет свои особенности. Основной вопрос при применении МП средств - выбор определенного МПК. Как видно из предыдущего изложения, параметров МПК много, поэтому в табл. 0.1 указаны основные МПК, выпускаемые отечественной промышленностью, и некоторые особо важные их параметры.