1.15.5. Режимы работы пит
Каждый из счетчиков ПИТ может работать в одном из шести режимов, задаваемых разрядами D3-D1 слова управления (рис. 15.3).
Режим 0 - программируемая задержка, предполагающая появление активного сигнала на выходе OUT по окончании счета.
Режим 1 - программируемый одновибратор с формированием на выходе OUT сигнала длительностью N периодов сигнала CLK.
Режим 2 - генератор программируемой частоты с формированием на выходе OUT периодического сигнала с высоким уровнем в течение N - 1 периодов сигнала CLK и с низким - в один период сигнала CLK.
Режим 3 - генератор прямоугольных импульсов со скважностью 2, когда высокий уровень сигнала на выходе OUT составляет N / 2 периодов сигнала CLK.
Режим 4 - программно-управляемый строб с формированием одиночного сигнала на выходе OUT длительность в один период сигнала CLK по истечению времени, равного N периодам сигнала CLK. Начало счета инициируется программно загрузкой в счетчик значения N.
Режим 5 - аппаратно-управляемый строб, аналогичный режиму 4, но запускаемый от внешнего устройства по фронту сигнала GATE.
В качестве примера на рис. 15.5 приведены временные диаграммы работы ПИТ в режиме 0.
После загрузки слова управления CW (Command Word) на выходе OUT устанавливается низкий уровень - счетчик готов к работе. Далее в счетчик записывается число N = 4 - длительность временной задержки в периодах сигнала CLK. При высоком уровне разрешающего сигнала GATE происходит уменьшение содержимого счетчика N на единицу по заднему фронту сигнала CLK. Появление запрещающего счет сигнала GATE = 0 приостанавливает работу счетчика, сохраняя в нем текущее значение числа, с которого и продолжается процесс счета после восстановления разрешающего сигнала.
По окончании отсчета числа N на выходе OUT устанавливается высокий уровень и сохраняется там до новой загрузки выдержки времени или до операции установки нового режима.
1.16. История развития и современное состояние средств микропроцессорной техники
1.16.1. История развития микропроцессорной техники
Итак, работа простейшей микроЭВМ осуществляется с помощью основных составляющих ее компонентов: микропроцессора, запоминающих, интерфейсных и других устройств. Однако микропроцессор - центральный элемент микроЭВМ (микропроцессорной системы), выполняющий функции управления процессами и обработки информации. Остановимся на истории его развития.
Первый 4-разрядный микропроцессор 4004 (фирма Intel) появился в 1971 г. благодаря работе американского ученого Хоффа. Он предназначался для производства японских микрокалькуляторов, которые в то время занимали основную долю в области вычислительной техники. Первая программно- управляемая микросхема (микропроцессор) содержала около 2 тысяч транзисторов, имела рабочую частоту 108 кГц при среднем времени выполнения команды не менее десяти тактов.
16-разрядный микропроцессор 8086 (1978 г.) с тактовой частотой 4,77 МГц был использован в начальной модели IBM PC. Микропроцессор 80286 (1982 г.) работал в три-шесть раз эффективнее за счет увеличения тактовой частоты (до 20 МГц). Микропроцессор 80386 (1985 г.) с тактовой частотой 33 МГц имел 32-разрядную шину данных и потому был в пять раз производительнее, чем 80286.
В 1989 г. был разработан первый микропроцессор 80486, выполняющий некоторые основные операции за один такт. Скорость работы этого микропроцессора повышена за счет «буферизации» часто используемых данных в кэш-памяти (8 Кбайт) и использования встроенного сопроцессора для ускорения математических вычислений. Кроме того, в 90-е годы были выпущены его «дорогие» аналоги с повышенной тактовой частотой 66 МГц и 100 МГц и «дешевые» модели без встроенного математического сопроцессора.
Первый микропроцессор 80586 был анонсирован фирмой Intel в 1993 г., который получил «собственное» название Pentium. Микропроцессоры Pentium первого поколения работали на тактовой частоте 60 МГц или 66 МГц и могли выполнять две операции за один такт синхронизации, т. е. вдвое быстрее микропроцессора 80486 с той же тактовой частотой. Высокая производительность обусловлена наличием высокоскоростного сопроцессора и 16 Кб кэш-памяти. Микропроцессоры Pentium второго и третьего поколений работают быстрее своего «собрата» за счет «умножения» тактовой частоты (до 200 МГц).
С 1996 г. конкурирующая компания Advanced Micro Devices стала выпускать семейство микропроцессоров AMD K5, ориентированных на рынок домашних и офисных компьютеров. Они были полностью совместимы с микропроцессорами фирмы Intel, но их стоимость была на 30 % ниже аналогичных по производительности микропроцессоров Pentium. Дальнейшее развитие конкуренции на компьютерном рынке обусловило появление альтернативных Pentium микропроцессоров 6x86 фирм IBM и Cyrix.
В 1995 г. фирма Intel разработала 64-разрядный микропроцессор 80686 или Pentium Pro (4 поколение). Благодаря наличию в нем встроенной кэшпамяти второго уровня, не зависящей от частоты системной шины, значительно улучшается работа многозадачных систем. Другим расширением семейства Pentium является микропроцессор Pentium MMX (5 поколение), предназначенный для ускорения работы игровых, обучающих, коммуникационных и других программ, использующих графику и звук, за счет появления восьми новых регистров сопроцессора и около 60 новых команд для решения задач мультимедиа. Конкурирующие с корпорацией Intel компании AMD и Cyrix также выпускают MMX-версии своих процессоров - AMD K6 и 6x86MX.