Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции / Лекции34234.doc
Скачиваний:
85
Добавлен:
21.02.2014
Размер:
287.23 Кб
Скачать

Основные узлы бис микропроцессора

Устройство управления (УУ) с регистром команд, дешифратор команд, АЛУ, аккумулятор (является основным рабочим регистром), регистры общего назначения со счетчиком команд.

УУ вырабатывает сигналы управления, обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций. Формируются адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, передает эти адреса в соответствующие блоки микропроцессорной системы.

Последовательность импульсов УУ получает от генератора тактовых импульсов (ГТИ).

Блок ГТИ выполняется на основе кварцевого резонатора, предназначенного для вырабатывания серии тактовых импульсов и некоторых вспомогательных сигналов. Частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту микропроцессорной системы.

АЛУ – для выполнения арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

Устройство ввода/вывода или внешнее устройство – устройство, предназначенное для ввода информации в микропроцессор и вывода информации из него (дисплеи, печатающие устройства, клава, ЦАП, АЦП, реле, коммутаторы). Для соединения устройств ввода/вывода с системной шиной их сигналы должны соответствовать определенным стандартам, что реализуется с помощью интерфейсов ввода/вывода.

Интерфейсы ввода/вывода называют также контроллерами или адаптерами. Микропроцессор обращается к ним с помощью команд ввода/вывода. При этом на шину адреса микропроцессор выставляет адрес интерфейса, а по шине данных считывает данные с устройства ввода или записывает в устройство вывода.

Система прерываний позволяет микропроцессорной системе реагировать на внешние сигналы, запросы прерываний, источниками которых могут быть сигналы готовности от внешних устройств, сигналы с выходов датчиков.

При появлении запроса на прерывание центральный процессор прекращает выполнение основной программы и переходит к выполнению подпрограммы обслуживания запроса прерываний. Для построения систем прерываний микропроцессорные системы содержат БИС специально программируемых контроллеров прерываний.

Таймер – для реализации функции, связанной с отчетом времени. После того, как микропроцессор загружает в таймер число, содержащее частоту, задержку или коэффициент деления, таймер реализует необходимую функцию.

В зависимости от требований реального применения в минимальную конфигурацию микропроцессорной системы могут быть введены: контроллер приоритетных прерываний, контроллер прямого доступа к памяти (позволяет ускорить обмен массивами данных между внешним и запоминающим устройством за счет исключения центрального процессора из цепи передачи информации).

Программируемый параллельный интерфейс (ППИ) и последовательный универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик позволяют организовать обмен между центральным процессором и внешними устройствами информацией, представляемой на параллельных и последовательных входах.

Режимы работы микропроцессорных систем

Микропроцессорная система обеспечивает высокую гибкость работы, способна настраиваться на любое задание. Гибкость обусловлена тем, что функции, выполняемые системой, определяются программным обеспечением.

Шинная организация связей микропроцессорной системы позволяет заменить аппаратные модули (например, память на более большую), добавлять или модернизировать устройства ввода/вывода, заменить процессор на более мощный.

Настраиваться на задачу помогает выбор режима работы системы, т. е. режима обмена информацией по системной магистрали.

Любая развитая микропроцессорная система, в том числе и комп, поддерживает 3 основных режима обмена магистралей:

1. Программный обмен информацией;

2. Обмен с использованием прерываний;

3. Режим прямого доступа к памяти (DMA).

1) Программный обмен информацией.

Является основным в любой микропроцессорной системе. Без него невозможны другие режимы. В этом режиме процессор является задатчиком системной магистрали. Все операции или циклы обмена информацией инициируются только процессором и выполняются в порядке, предписанном программой.

Процессор выбирает из памяти коды команд, исполняет их, считывает данные из памяти или устройств ввода/вывода, обрабатывает их, записывает данные в память или передает в устройства ввода/вывода.

Путь процессора по программе может быть линейным, циклическим, содержать переходы, но всегда непрерывен. , содержать переходы, но всегда непрерывен. На внешние события процессор не реагирует. Все сигналы на магистрали контролируются процессором.

2) Обмен по прерыванию.

Используется при необходимости реакции микропроцессорной системы на приход внешнего сигнала. В общем случае организовать реакцию на внешние события можно 3 способами:

1. С помощью постоянного программного контроля факта наступления событий. Это метод опроса флага;

2. С помощью прерывания, т. е. насильственного перевода процессора с выполнения текущей программы на выполнения необходимой программы;

3. С помощью прямого доступа к памяти, без участия процессора.

Первый способ реализуется в микропроцессорной системе постоянным чтением информации процессором из устройств ввода/вывода (из того внешнего устройства, на поведение которого необходимо реагировать).

Второй способ процессор, получив запрос прерывания от внешнего устройства заканчивает выполнение текущей программы и переходит к выполнению программы обработки прерываний. К прерванной программе возвращается к той же самой точке. Работа, как и в 1-ом способе, осуществляется самим процессором. Реакции на внешнии события по прерыванию медленнее, чем при программном режиме. Как и в первом способе процессор контролирует магистраль.

Для обслуживания прерываний в систему вводят специальный контроллер прерываний. В обмене информацией он не участвует. Он упрощает работу процессора с внешними запросами прерываний. Контроллер программно управляется процессором по системной магистрали. Ускорение работы системы прерываний не дает. Его применение позволяет отказаться от постоянного опроса флага внешнего события и временно занять процессор выполнением других задач.

Соседние файлы в папке лекции