2. Элементная база вычислительных систем

 

Цель : Изучение основных типов микропроцессоров: однокристальные, секционные, однокристальные микроЭВМ и микроконтроллеры и сигнальные микропроцессоры и их технические характеристики и функциональные возможности.

 

2.1. Типы микропроцессоров

 

В настоящее время все множество микропроцессоров можно разделить на пять типов:

1. однокристальные микропроцессоры с фиксированной системой команд как универсальные микропроцессоры;

2. секционные микропроцессоры;

3. однокристальные микроЭВМ или микроконтроллеры;

4. интерфейсные БИС;

5. сигнальные и специализированные микропроцессоры.

2.2. Однокристальные микропроцессоры

 

В состав однокристальных микропроцессоров входят четыре подтипа микропроцессоров:

1. 8- разрядные микропроцессоры: Intel8088,I8085,K580BM80, KP1821BM85;

2. 16- разрядные микропроцессоры: K1810BM86,K1810BM88,K1801BM1,K1801BM2;

3. микропроцессоры разработки НПО “Ангстрем” (г. Зеленоград):

 

8- разрядныйRISСKP1878 микропроцессор, 8 МГц, 52 команды, памятьROM128х16 и ОЗУ 128х8;

16- разрядный: Н1806ВМ2 (совместимый мик­ропроцессор в двух исполнениях) 5 МГц, 77 команд, 4 уровня прерываний;

32- разрядныеVAX, совместимые /DEC:

Л1839ВМ1,F=10 МГц, команд 252, Е=+5 В, ОЗУ=РОН16, как центральный процессор;

Л1839ВМ2, арифметический сопроцессор (аналогичен Л1839ВМ1);

Л1839ВТ2, контроллер статической памяти (аналогичен);

Л1839ВВ1, магистральный адаптер (аналогичен), 32-разряднаяBUS/QBUS;

Л1839 РЕ1А/Б, масочная ПЗУ память 16Кх32, выборка 100/150 нс;

Л1839ВЖ2, мажоритарный элемент, 2- и 3- направленные элементы с поразрядным контролем и диагностикой;

32- разрядныеRISС:

Л1876ВМ1, риск процессоровF=25 МГц, Е=+5 В, ОЗУ 32РОН, Р=4 Вт;

Л1876ВМ2, сопроцессор,F=25 МГц, Е=+5 В, Р=5 ВТ;

Л1876ВГ1, графический контроллер, 135 МГц, 1.8 Вт;

Л1876 ВГ2, интерфейсный контроллер: шиныWME1.64 МГц, 1.5 Вт;

Л1876ВГ3, адресный контроллер: шины работают с ВГ2, 1-50 МГц, 1.5 Вт.;

4. 4) микропроцессоры Государственного предприятия электронной техники (г. Воронеж):

М1897ВМ1, производительность 5.000.000 опер./с,F=20MГц, Е=+5 В, ОЗУ 144х16, ПЗУ 1,5Кх16, тип 40;

Л1897ВМ2, 10 млн опер./с,F=40 МГц, Е=+5 В, ОЗУ 544х16, ПЗУ 4Кх16, тип размера 68, назначение: универсальный сигнальный процессор для обработки сигналов в системе синтеза и распознавания речи, обработки сигналов с локационных или оптических датчиков, 32 порта в/в;

Л1897 ВМ2, тип 88 выводов, 27 млн опер./с, 5 В, 27 МГц, ОЗУ 2Кх32, Р=4Кх32, необходим для цифровой обработки сигналов с плавающей запятой;

16- разрядный микроконтроллер АЦП:

Л1874ВЕ36, 8- канальный, 10 разрядов АЦП, +5 В, 20 МГц, ОЗУ 232х8, Р=8Кб, 68/88 выводов;

8- и 16- разрядные микропроцессоры:

Н1830ВЕ31/51;

Н1874ВЕ36.

2.3. Сигнальные процессоры

 

Сигнальные процессоры относятся к классу гибридных вычисли­тельных машин. Аналоговые машины имеют очень высокую произво­дительность, но их недостаток в невысокой точности набора структуры машины. Цифровые машины имеют дискретные сигналы. В природе большую часть составляют непрерывные сигналы, а при преобразова­нии их в цифровые сигналы теряется много информации. Поэтому были изобретены гибридные ВМ, которые используют непрерывные сигналы, а на выходе имеются и цифровые и непрерывные сигналы для согласования с другими устройствами.

 

Одним из главных разработчиков является TMS320CBX(texas). Блок–схема включает в себя (рис. 3.1):

1. 4 устройства АЦП (ADSP0÷ADSP3);

2. мастер-процессор (RISС);

3. процессор с плавающей точкой (FPU);

4. память SRAM;

5. синхронизатор;

6. трансферо-контроллер (Transfor Controller).

 

Рис. 3.1. Блок-схема сигнального процессора TMS320