Примеры использования алу

1. Преобразователь прямого кода в обратный.

Пусть на наше устройство поступает число:

Выражение для АЛУ:

В зависимости от N₅ должны на выход передавать либо в прямом, либо в обратном коде. Для этого нам нужно избавиться от первой скобки. Положим а_i=0

N5	Результат	S3S2S1S0	M	P0
0			0	x
1			0	x

Структурная схема будет иметь вид:

2. Преобразователь прямого кода в дополнительный.

N5	Результат	S3S2S1S0	M	P0
0			0	x
1			1	1

3. Преобразовать из дополнительного кода в обратный (вычесть 1 или прибавить 1 ко всем разрядам). В данном случае b_i=1.

N5	Результат	S3S2S1S0	M	P0
0			0	x
1			1	0

Использование АЛУ в качестве решающего устройства целесообразно в тех случаях, когда количество реконфигураций не превышает 8. В иных случаях лучше использовать микропроцессор (т.к. резко возрастают аппаратурные затраты).

Классификация имс

1. Радиокомпоненты могут реализовать только одну логическую функцию.

2. Схема малой степени интеграции – до 20 логических функций (И, ИЛИ, НЕ, триггера и т.д.).

3. Схема средней степени интеграции (АЛУ, счётчики, пересчётные устройства) – от 20 до 50 логических функций.

4. БИС – до 200 логических функций (калькуляторные МС, БИС ОЗУ, БИС ПЗУ, микропроцессоры).

5. СБИС – это однокристальные микроЭВМ, электрические диски, современные микропроцессоры и т.д.

МП (микропроцессор) – это прибор или совокупность приборов, изготовленных по технологии высокой степени интеграции и способный под воздействием программного управления выполнять функцию центрального устройства ЦВМ, предназначенную для обработки информации и управления процессом этой обработки.

Обобщённая структура микропроцессора

РАЛУ (регистровое АЛУ) – предназначено для выполнения арифметических и логических операций, а также для хранения результатов операций.

Интерфейсная логика – обеспечивает электрическое сопряжение с внешними устройствами и формирование протокола обмена.

Память – для хранения программ и данных. Всегда состоит из ОЗУ и ПЗУ. В ПЗУ минимально находится программа загрузки.

УУ – обеспечивает выработку последовательности микрокоманд, задающих различные операции, выполняемые АЛУ, интерфейсной логикой и памятью для организации команд условного перехода в зависимости от состояния флагов.

Классификация мп

1. По способу обработки информации:

а) однокристальные – это МП, у которых наращивание разрядности обрабатываемых слоёв обеспечивается только программным путём;

б) секционированные (разрядно-модульные) – это наращивание разрядности обрабатываемых слов. Осуществляется с помощью однотипных секций.

2. По используемой технологии:

а) ТТЛ и ТТЛШ

б) КМОП

в) КМОП – минимальное потребление, но площадь, занимаемая кристаллом на 20% больше чем у б)

3. По способу формирования системы команд:

а) с возможностью разработки новой системы команд пользователей (доступен уровень микропроцедурного управления). Достоинство этого способа заключается в том, что можно повысить быстродействие и динамические характеристики, а недостатки заключаются в трудностях отладки этой микропрограммы и создании своих средств отладки;

б) МП использует только стандартную (дефективную) систему команд, т.е. микропрограммный уровень не доступен .

Области применения МП:

а) Использование МП для построения центральных узлов в вычислительной системе;

б) использование для построения систем (контроллеров), которые используются в качестве управляющих элементов систем управления, работающих как правило в реальном масштабе времени (интенсивность поступления информации, её обработка и отображение).

К основным характеристикам МП можно отнести:

• время выполнения команды;

• разнообразие и ориентация системы команд на конкретном применении контроллера (для того, чтобы смотреть улучшатся или ухудшатся динамические характеристики);

• наличие систем прерывания режима ПДП.

Преимущества использования МП:

1. Гибкость использования (имеется программное обеспечение).

2. Меньшая стоимость.

3. Быстрота разработки.

Примеры использования МП:

• ВТ;

• Станки с ЧПУ;

• Конвейерные системы.