Основные понятия и определения мпт

Имеется 2 подхода при разработке цифровых электронных схем:

1. на основе “жесткой” логики;

2. на основе программируемой логики.

АЛУ − арифметико-логическое устройство;

УУ − устройство управления;

ПЗУ − постоянная память;

ОЗУ − оперативная память;

Регистры − для хранения данных;

УУВВ − предназначено для связи с внешними устройствами.

Микропроцессор (МП) − это программно-управляемое устройство обработки цифровой информации, выполненное в виде одной или нескольких БИС.

МП комплекс − это набор БИС, достаточных для построения МП системы. В этот набор входят МС управления, ввода-вывода, МС памяти и др.

МикроЭВМ − это устройство обработки цифровой информации, выполненное на основе МП средств. Процессор микроЭВМ выполнен на МП.

Существует 2 класса микроЭВМ:

1. Универсальные;

2. Специализированные.

Универсальные микроЭВМ предназначены для решения широкого класса научных задач. Характерно высокое быстродействие, большой объем памяти, большой набор внешних устройств.

Специализированные микроЭВМ применяются для целей управления, контроля различных технологических объектов и систем. Имеются средства сопряжения с объектом (с внешними устройствами).

В МПС можно выделить микроконтроллер (МК). Для него характерно:

• МК ориентированы на выполнение узкого класса задач управления и контроля различными объектами.

• МК работает по одной программе, которая храниться в ПЗУ.

• МК имеют простую схему команд, ориентированную на управление.

Основные характеристики и типы мп

МП характеризуется:

1. Тип микроэлектронной технологии: ТТЛ, ТТЛШ, n-МОП, КМОП, ЭСЛ, И²Л.

2. Разрядность обрабатываемых данных.

3. Быстродействие МП определяет скорость выполнения операций. С быстродействием связана тактовая частота МП.

4. Объем адресуемой памяти.

5. Тип устройства управления:

• схемное управление − система команд неизменима, закладывается заводом-изготовителем;

• микропрограммное управление − программы управления МП разрабатывает пользователь.

МП делят на 2 класса:

1. МП с фиксированной разрядностью обрабатываемых данных и неизменимой системой команд.

2. МП с изменяемой разрядностью обрабатываемых данных и микропрограммным управлением, т.е. с изменяемой системой команд.

Первый МП создан в 1971 году фирмой Intel (4-хразрядный). В 1973 году создан 8-разрядный МП Intel i4004.

В дальнейшем Intel: i8008, i8080, i8085.

МП такой структуры называется многокристальным.

Типы МП (Intel, Motorola, Zilog):

1. Intel i8080A, i8085A (аналог КР580ВМ80А);

2. Intel i80C85A (аналог КР1821ВМ85А) − 8-разрядные МП;

3. Intel i8086 (аналог КР1810ВМ86), i80186, i80286 − 16-разрядные МП;

4. i80386, i80486 − 32-разрядные;

5. Pentium (К589 − ТТЛШ; К1800 − ЭСЛ; К1801, К1804 − ТТЛ).

Общие принципы построения мпс

1. Комплексное использование аппаратных и программных средств.

2. Модульный принцип построения.

3. Магистральный принцип построения.

Модульный принцип − любую систему можно разбить на отдельные модули, выполняющие строго определенные функции (модуль памяти, модуль ввода-вывода и т.д.).

Магистральный принцип − все модули соединяются между собой через системную магистраль (или шину) − это набор проводников, по которым передается информация и сигналы, необходимые для работы МП.

Существует 3 вида сигналов:

1. обрабатываемые данные;

2. адреса;

3. сигналы управления.

Читать из памяти и записывать в память может только МП.

Связь МП системы с внешними устройствами осуществляется с помощью портов ввода-вывода. Запись в порт − МП доставляет данные в порт для вывода. Аналогично операция чтения из порта называется вводом данных.

Взаимосвязь между отдельными модулями МП системы осуществляется с помощью комплекса аппаратных и программных средств, которые называются интерфейсом.

По системной шине передается информация 3-х видов:

• адреса (коды) устройств, ячеек памяти, портов ввода-вывода;

• данные, которые передаются между устройствами;

• сигналы управления, которые организуют работу устройств.

Поэтому шину разбивают на три составляющих:

1. Шина адреса − ША (А0…А15).

2. Шина данных − ШД (Д0…Д7).

3. Шина управления − ШУ.

Такая система называется МП система с 3-шинной структурой. Каждая из шин работает независимо друг от друга и по каждой шине передается своя информация.

Память в МПС делится на внутреннюю (п/п) и внешнюю (магнитную). Внутренняя память по функциям делится на оперативную и постоянную. МП может только читать из постоянной памяти. Оперативная память − энергозависимая (теряется при выключении), МП может читать и писать в оперативную память.

Структурная схема МПС с 3-шинной структурой:

ВУ − внешнее устройство;

УВВ − устройство ввода-вывода (дисплей, принтер);

ША − однонаправлена;

ШД − двунаправленная (МП может принимать и передавать данные);

ШУ − формируется МП.