Лекции по микропроцам

Основные определения микропроцессорной техники

Intel 4004 1969г.

Существенным отличием микропроцессора от других элементов РЭА является замена физического (схемного) метода реализации заданных функций математическим (программным) методом.

Важными свойствами микропроцессорных систем является их высокая гибкость, возможность быстрой перенастройки при необходимости изменения алгоритмов управления.

Микропроцессоры позволяют легко реализовать принципы систем, функциональные возможности которых могут наращиваться по мере необходимости или по мере появления новых технических средств.

Микропроцессорная техника включает технические и программные средства, используемые для построения различных микропроцессорных систем и устройств.

Микропроцессорная система – функционально законченное изделие, состоящее из одного или нескольких микропроцессорных устройств: микропроцессора, микроконтроллера.

Мульти микропроцессорная система – образуется объединением некоторого количества универсальных или специализированных микропроцессоров, благодаря чему обеспечивается параллельная обработка информации и распределенное управление.

Микропроцессорное устройство – это функционально и конструктивно законченное изделие, состоящее из нескольких микросхем, в состав которых входит микропроцессор; предназначена для выполнения определенного набора функций.

Микропроцессор – программно управляемое устройство для обработки цифровой информации и управления этим процессом, выполненное в виде одной или нескольких БИС с высокой степенью интеграции электронных элементов.

Микропроцессорный комплект – совокупность микропроцессора и других интегральных схем, совместимых по архитектуре, конструктивному исполнению и электрическим параметрам и обеспечивающих возможность совместного применения.

Микропроцессорный набор – микросхемы микропроцессорного комплекта, необходимые для построения конкретного устройства.

В него могут входить не все микросхемы микропроцессорного комплекта, а некоторые интегральные схемы несколько раз.

Архитектура микропроцессора – функциональные возможности аппаратных и электронных средств, используемые для представления данных, машинных операций, описания алгоритмов и процессов вычисления.

При разработке архитектуры МП устанавливаются форматы данных и команд, определяется система команд, методы адресации, обосновываются требования к интерфейсам, что дает возможность оптимизировать вычислительный процесс в спроектированной системе.

Микро архитектура микропроцессора – аппаратурная организация и логическая структура МП, конфигурация регистров, управляющих схем, ЗУ и связывающих их информационных магистралей.

Интерфейс – система связей с информационными сигналами и аппаратурой, предназначенная для обмена информацией между устройствами вычислительной системы; правила обмена информацией подразумевающее логическую, электрическую и конструктивную совместимость устройств, участвующих в обмене.

Быстродействие – показатель скорости выполнения электронной системы ее функций.

Гибкость системы – способность системы подстраиваться под любые задачи.

Однокристальная микро ЭВМ – это электронная система, когда в результате размещения на одном кристалле микропроцессора и полей памяти, логических схем управления внешними устройствами, преобразователей информации.

В настоящее врем термин «микроконтроллер» вытеснил термин ОМЭВМ.

Расширение сферы использования микроконтроллеров повлекло за собой развитие их архитектуры за счет размещения на кристалле периферийных устройств, отражающих своими возможностями специфику решаемых задач.

В последнее время введен термин интегрированный процессор (ИП).

По количеству и составу периферийных устройств ИП уступает МК и занимает место между МП и МК.

Появились семейства МК объединяющие МК с одинаковой системой команд, разрядностью, а также их подвиды – коммуникационные, для управления и т.д.

МП в настоящее время используются для производства ПЭВМ, а МК и ИП являются основой встраиваемых систем, телекоммуникаций и портативного оборудования.

Классификация микропроцессоров

МП характеризуются большим количеством параметров, т.к. с одной стороны являются функционально сложными программно управляемыми устройствами, с другой стороны – интегральными схемами высшей степени интеграции.

С этой точки зрении для МП важными являются:

- тип корпуса

- количество источников питания

- температурный диапазон

- требования к синхронизации

- помехоустойчивость

- надежность

- нагрузочная способность и т.д.

МП как функциональное устройство ЭВМ характеризуется:

- форматом обрабатываемых данных и команд

- количеством и типом команд

- методы адресации

- емкость прямо адресуемой памяти

- возможность расширения разрядности

- цикл выполнения команд

- уровни сигналов и т.д.

Микропроцессоры и МПК классифицируются по следующим признакам: