лекции / лекции(nd)
.docПо способу управления различают МП со схемным и микропрограммным управлением. МП со схемным упр-ем имеют фиксир. набор команд, к-й не может быть изменен потребителем. МП с микропрограммным управлением систему команд разрабатывают при проектировании конкретного МПК.
По типу архитектуры или принципу построения: различают МП с фон-Неймоновской архитектурой и МП с Гарвордской архитектурой.
Фон Неймоновская (однотипная) арх. – это арх. с общей единой шиной для команд и данных. В составе системы в этом случае присутствует общ. память как для данных так и для команд.
Гарвардская (двухтипная) арх. с раздельными шинами данных и команд. Предполагает наличие в системе отдельной памяти для данных и для команд.
По типу системы команд:
CISC (C
с полным набором команд.
RISC – c сокращенным ( ) набором команд.
MISC – с минимальным набором команд (
По организации структуры МП-ных систем:
- одномагистральные микроЭВМ (все устройства имеют одинаковый интерфейс и подключены к единой информационной магистрали, по которой передаются коды данных, адресов и управляющих сигналов).
- многомагистральные микроЭВМ (все устройства подключаются группами к своей информационной магистрали, что позволяет осуществлять одновременно передачу информационных сигналов по нескольким магистралям).
По количеству выполняемых команд:
- однопрограммные
- многопрограммные МП (выполняются несколько программ одновременно).
По ширине шины данных
- 8-разрядные (для простых МП-ных систем).
- 16-разрядные (для построения микроЭВМ).
- 32 разрядные (для построения ЭВМ высокой производительности).
- секционные МП (для построения МП-ной системы с произвольной шириной шины данных).
Многие МПК попадают под разные классификационные признаки, поскольку способны решать задачи разных классов; например существуют универсальные МП с мультимедийым расширением набором команд.
Шинная структура связи
Шина – это информационный канал, объединяющий все функц. блоки МП системы, который обеспечивает обмен данным в виде двоичных чисел. Конструктивно шина представляет собой n проводников и 1 общий проводник (земля). В параллельной шине n бит информации передаются по отдельным линиям одновременно, в последовательной – по одной линии последовательно во времени.
Параллельная шина вып. в виде плоского кабеля, последовательная в виде коаксиального или одноволоконного кабеля.
Для достижения макс. универсальности и упрощения обмена инф. в МП системах применяется так называемая шинная структура связи между отельными устройствами входящими в систему. При классической структуре связи все сигналы и коды между устройствами передаются по отдельным линиям связи. Каждое устройство, входящее в систему передает свои сигналы и коды независимо от др. устройств.
При шинной структуре связи все сигналы между устройствами передаются по одним и тем же линиям связи в разное время (мультиплексированная передача), причем передача может осуществляться в обоих направлениях.
В результате количество линий связи существенно сокращается, а протоколы упрощаются.
Достоинство: шинной структуры: все устройства, подключенные к шине должны принимать и передавать инф. по одним правилам. Соответственно все узлы, отвечающие за обмен с шиной в этих устройствах должны быть унифицированы.
Недостаток: снижение быстродействия.
В системах с шинной структурой применяют 3 разновидности выходных каскадов цифровых микросхем:
1. Стандарт. выход (выход с 2 сост.): 2C, 2S, ТТЛ.
У выхода 2С 2 ключа замыкаются по очереди, что соответствует уровням лог. 1 (верх. ключ замкнут) либо 0 (низк. ключ)
2. Выход с открытым коллектором (ОК, ОС)
Замкнутый ключ формирует уровень лог. 0, разомкнутый – лог. 1
3. Выход с 3 состояниями (3С, 3S)
У выхода 3С ключи могут размыкаться по очереди, и могут размыкаться одновременно, образуя третье (выскоимпедансное) состояние.
Переход в третье z-состояние управл. сигналом на входе z, обеспеч. запертое состояние обоих обоих транзисторов выходного каскада. Выходные каскады типа 3С и ОК позволяют объединять неск. выходов м/м для получения мультиплексированных или двунаправленных линий. При этом случае 3С необходимо обеспечить, чтобы на линии всегда работал только один активный выход, ост. выходы должны находится в z-состоянии.
Типичная структура МП системы.
Вкл. в себя:
- память (ОП и ПЗУ) – к-я служит для хранения данных и программ.
Устройство I/O служит для связи МП системы с внешн. устройствами для приема (ввода, чтения) вх. сигналов и выдачи вых. сигналов.
Все устройства МП системы объединяются системной шиной, вкл. 4 осн. шины нижнего уровня (шина адреса, шина данных, шина управления, шина питания)
ША - служит для определения адреса устройства, с к-м процессор обменивается в данный момент инф. Каждому устройству (кроме проц.), каждой ячейке памяти в МПС присвоен собственный адрес. Когда код адреса выставл. процессором по шине адреса, устройство, к-е этот адрес принимает, обменивается с ним инф-ей. ША может быть однонаправленной и двунаправленной.
ШД – это основная шина, используется для передачи инф. кодов м/ду всеми устройствами МПС. всегда двунаправленная. Обычно в передаче инф. участвует процессор, к-й передает код данных, либо принимает.
ШУ – состоит из отдельных управляющих сигналов, каждый из к-х имеет свою ф-цию. Некоторые сигналы служат для опробирования передаваемых и принимаемых данных (определяют моменты времени, когда инф. код выставл. но шину данных) Другие управл. сигналы могут использоваться для подтверждения приема данных, сброса устройств в исходное состояние, для тактирования устройств. Линии м.б. однонапр. или двунапр.
ШП – предназначена не для передачи инф. сигналов, а для питания системы. Состоит из линии питания и общего провода. В МПС чаще бывает 1 ист. питания +5В. или неск.: +5В, +12В, -12В.
Каждому напряжения питания соответствует своя линия, устройство подкл. параллельно.