Обоснование выбора микропроцессора

Для конкретной обл. применения МП можно сформулировать ряд требований к аппаратуре, программному обеспечению и вспомогательным средствам.

Требования к МП, как к элементу системы, определяются функциональным назначением системы.

Можно выделить 4 сферы применения МП:

1) Встроенная система управления (ВСУ).

Это, например, программное управление станками, контроль расхода топлива и т. д.

МП во ВСУ выполняют функции, ориентированные на обработку вх. и вых. сигналов, т.е. процессоров предварительной обработки данных, представленных в аналоговой форме.

В этом случае важна надежность, способность быстрого выполнения арифметических и логических операций.

2) МП, управляющие процессом или объектом в реальном времени (УРВ).

МП должен обладать высокой производительностью, иметь системные средства защиты питания и автоматического перезапуска после сбоя.

3) МП, управляющие процессом приема-передачи сообщений (ППС).

Работают с нечисловой информацией. Используются для передачи сообщений между терминалами. Важны: способ адресации, быстродействие.

4) Система для научно-технических расчетов.

Необходимы развитые средства взаимодействия с пользователем, программное обеспечение языками высокого уровня, развитая система команд.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА МИКРОПРОЦЕССОРА

МП одновременно рассматривается как вычислительное устройство и как ИС. Как вычислительное устройство микропроцессор характеризуется следующими параметрами:

1. Разрядность обрабатываемых данных и выполняемых команд;

2. Способность к наращиванию разрядности;

3. Время выполнения команд типа «регистр-регистр», «регистр-память»;

4. Число команд;

5. Число внутренних рег-в (РОН, индексных, арифметических, вспомогательных);

6. Возможность обеспечения режима прерывания;

7. Число уровней прерываний;

8. Тип интерфейса;

9. Наличие и объем стека;

10) Объем адресуемой памяти;

11) Наличие канала прямого доступа к памяти;

12) Число входных и выходных шин и их разрядность.

Как ИС микропроцессор характеризуется следующими параметрами:

1. Тип базовой технологии;

2. Степень интеграции элементов;

3. Число источников питания, их номиналы;

4. Тип корпуса;

5. Помехоустойчивость;

6. Нагрузочная способность;

7. Устойчивость к климатическим, радиационным, механическим факторам;

8. Стоимость;

9. Число микросхем в МПК и число микросхем МПК, необходимых и достаточных для построения 16-разрядных микропроцессоров.

Комплексный анализ по всем приведенным параметрам, имеющим различную ее природу и вес затруднителен, поэтому выбираются наиболее значительные параметры в каждом конкретном случае, или с помощью весовых коэффициентов.

Критерий выбора	Область применения
	ВСУ	УРВ	ППС	НТР
1. Производительность		+		+
2. Развитая адресация			+	+
3. Многоуровневые прерывания	+	+
4. Развитый ввод/ввод	+	+
5. Таймер	+	+
6. Канал прямого доступа			+
7. Защита питания		+
8. Высокая надежность	+	+
9. Автоматический перезапуск после сбоя		+
10. Программное обеспечение	+			+
11. Средства взаимодействия с пользователем				+

Оценка качества и выбор того или иного типа МП для конкретной области применения проводится ориентировочно, например с учетом весовых коэффициентов, учитывающих важность того или иного параметра для потребителя.

Критерий выбора	Весовой коэф., %	Диапазон параметров	Бал значимости
Разрядность данных	20,0	4;8 16 32	1 2 4
Эффективность системы команд	15,0	малый средний высокий	1 2 4
Число уровней приоритетных прерываний	10,0	до 8 16-32 64 и более	1 2 4
Время реакции на прерывание (мс)	13,0	более 10 1-10 менее 1	1 2 4
Аппаратные арифметические расширители	10,0	отсутствует средний обширный	1 2 4
Число индексных регистров	12,0	до 8 16-32 более 64	1 2 4
Емкость памяти, кВ	10,0	менее 16 16-64 более 64	1 2 4
Цикл памяти (мс)	10,0	более 2 1-2 менее 1	1 2 4

По дан. табл. можно получить числовую оценку в баллах аппаратурных средств. Предполагаем наиболее простой и наиболее сложный МП (от 100 до 400 баллов).

Q_Ц = ,Б_i – бал значимости;