Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции / лекции / Микропроцессорные устройства систем управления(лек1).doc
Скачиваний:
67
Добавлен:
21.02.2014
Размер:
156.67 Кб
Скачать

Шинная организация микроЭвм

В рассматриваемой цифровой системе, как правило, информация передается от одного узла вычислительной системы к другому в виде двоичных сигналов. Если информация передается из одного блока в другой по одной линии путем представления логических уравнений в виде последовательных рядов, то под таким видом подразумевается последовательную передачу информации.

Достоинством такого способа является минимизация числа видов связи, но для передачи слова из n бит требуется n тактов синхронизации.

При параллельном способе передачи информации каждый из n бит посылается по отдельной линии, а сами линии упорядочиваются.

Под шиной, в этом случае подразумевается совокупность линий, по которым передается информация.

Информация передается по шине параллельно битами, а последовательно словами.

Каждый элемент данных считывается с шины синхронно с системой синхронизации.

25.09.03

В такой схеме (организации системы) различают 2 шины: ШУ и совмещенную шину адрес-данные.

По ШУ передаются служебные управляющие слова (сигналы синхронизации, чтения, запись, запросы на прерывание, подтверждение адреса и др.)

По совмещенной шине А.-Д. происходит передач МП-ром адреса и прием данных из ОЗУ в ПЗУ или устройств ввода/вывода.

А. и Д. физически передаются по одним и тем же линиям связи, разделяясь между собой во времени посредством системы синхронизации.

Такая организация вычислительной системы позволяет сократить число выводов БИС, что является достоинством данной структуры. Недостаток – уменьшение быстродействия системы.

Раздельная ШД и ША характерны для большинства микроЭВМ. Выделение отдельно шин для всех управляющих сигналов, адресной информации и данных, упрощает организацию обмена информации между отельными компонентами и уменьшает время выполнения команд в микроЭВМ.

Принципы проектирования систем обработки информации на основе бис

Характерной особенностью развития средств вычислительной техники является широта применения принципа 3М:

  1. Модульность

  2. Магистральность

  3. Микропрограммируемость

I. Модульная организация системы

Этот принцип предполагает построение вычислительной системы на основе набора конструктивно, функционально и электрически законченных модулей, которая позволяет решать задачи вычислительного характера и управления, а также взаимодействия с другими модулями.

Модульный подход при проектировании микроЭВМ способствует стандартизации элементов не на уровне ИС, а на более высоком уровне, что приводит к сокращению затрат при проектировании систем, а также упрощает наращивание и изменение конфигурации систем.

II. Магистральный способ обмена информации

Среди способов организации связи элементов внутри модулей и между модулями в системе можно выделить:

  1. с помощью произвольных связей, реализующий принцип «каждый с каждым»

  2. с помощью упорядоченных связей (магистральный способ), позволяющий минимизировать число связей.

Магистральный способ обеспечивает обмен информацией между функциональными и конструктивными модулями различных уровней с помощью магистралей, объединяющие входные и выходные шины.

Различают 1, 2, 3 и много магистральные связи.

В МП-х системах обычно выделяют магистрали (шины):

- ША

- ШД

- ШУ

Магистральный способ обмена информацией позволяют повысить регулярность структуры операционного устройства и устройства управления, обеспечить стандартизацию интерфейса и сократить число выводов БИС.

III. Микропрограммная организация управления

Микропроцессорное управление обеспечивает наибольшую гибкость при организации многофункциональных МП-х модулей и позволяет осуществлять проблемную ориентацию МП-ной системы.

Микропроцессорное управление за счет возможности смены микропрограмм повышает гибкость устройства за счет рассредоточенности управления и распределенности памяти, обеспечивает параллельное решение задач за счет применения серийно-освоенных БИС, повышает надежность системы за счет регулярности структуры упрощает контроль функционирования устройства.

Передачу управляющих слов в виде кодовой последовательности соответствует условию минимизации числа выводов БИС и снижение числа межсоединений в модулях.

Регулярность структуры предполагает повторяемость элементов структуры и связей между ними.

Применение данного принципа позволяет повысить эффективность интегрального исполнения устройств в следствии увеличения интегральной плотности, уменьшение длин связей, упрощение и сокращение времени схемотехнического проектирования, уменьшение числа пересечений, сокращение числа типов функциональных и конструктивных элементов, снижение стоимости средств.

Основными способами увеличения регулярности структуры систем обработки информации является использование устройств памяти (ОЗУ, ПЗУ), применение регистровых структур, выполнение регистров общего назначения (РОН) в виде ячеек ОЗУ, использование магистрального способа обмена информацией развития МП-х параллельных систем.

Структура МП

(Архитектура микроЭВМ)

Наибольшее применение получили системы с магистрально-модульной структурой.

Данная структура характеризуется общей шиной к которой присоединяются все устройства, выполненные в виде модулей. Обмен между модулями происходит по общей шине. Обменом по шине управляет контроллер.

Основные блоки микроЭВМ (МП).

Устройство управления (УУ) вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по шинам во все блоки микроЭВМ.

Упрощенная схема УУ

КОП – код операций

Регистр команд – запоминающий регистр, в котором хранится код команды (код выполняемой операции коп. и адреса операндов, участвующих в операции).

РК расположен в интерфейсной части МП-ра в блоке РК.

Дешифратор операций – логический блок, выбирающий в соответствии с поступающим из РК кодом операции один или множество имеющихся у него входов.

ПЗУ микропрограмм – хранит в своих ячейках управляющие сигналы и импульсы, необходимые, для выполнения в блоках ЭВМ операций обработки информации.

Импульс по выбранному дешифратору операций в соответствии с кодом операции считывает из ПЗУ микропрограмм необходимую последовательность управляющих сигналов.

Узел формирования адреса – находится в интерфейсной части МП-ра. Это устройство, вычисляющее полный адрес ячейки памяти (регистра) по данным, поступающим из РК и регистров МП-ра.

Кодовые шины Д., А., и Управления – это часть внутренней интерфейсной шины МП-ра.

УУ формирует управляющие сигналы для выполнения следующих процедур:

1) выборки из регистра адреса команды или адреса ячейки ОЗУ, где хранится очередная команда программы.

2) расшифровки кода операции и признаков выбранной команды.

3) запись результатов операций в память.

4) формирование адреса следующей программы (команды).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.