Структура микропроцессора
АЛУ - ядро микропроцессора, как правило, состоит из: двоичного сумматора со схемами ускоренного переноса, сдвигающего регистра и регистров для временного хранения операндов.
Операнд - число (символ), участвующий в математической операции.
УУ руководит работой АЛУ и внутренних регистров в процессе выполнения команды. Согласно коду операции, содержащейся в команде, оно формирует сигналы управления микропроцессором. По сигналам УУ осуществляется выборка каждой новой команды.
БВР - блок внутренних регистров - внутренняя память микропроцессора - используется для временного хранения данных и команд.
Шина -группа линий передачи информации, объединенных общим функциональным признаком. В микропроцессоре используются три вида шин: шина данных (ШД), шина адреса (ША), шина управления (ШУ). ШД работает в режиме двухнаправленной передачи.
ГТИ - генератор тактовых импульсов - источник последовательности прямоугольных импульсов, с помощью которого осуществляется управление событиями во времени. Он задает цикл команды - интервал времени, необходимый для считывания команды из памяти и ее выполнения. Цикл команды состоит из определенной последовательности элементарных действий, называемых состояниями (тактами).
Для некоторых микропроцессоров не требуется внешний ГТИ: он содержится в схеме.
Микропроцессор - это программно управляемое устройство. Процедура выполняемой им обработки данных определяется программой - совокупностью команд. Команда делится на две части: код операции и адрес. В коде операции заключается информация о том, какая операция должна быть выполнена над данными. Адрес указывает место, где расположены данные (в БВР или внешней памяти).
Слово данных, подвергаемых обработке представляет один байт.
Команда может состоять из одного, двух или трех байтов, последовательно расположенных в памяти.
Обмен информации между БВР и другими блоками происходит через внутреннюю шину данных, причем передача команд и данных разделены во времени.
Типовая структура микропроцессорной системы
О
сновная
память системы (внешняя по отношению к
микропроцессору) - ОЗУ и ПЗУ.
ОЗУ - оперативное запоминающее устройство - запоминающее устройство с произвольной выборкой (доступом), служит памятью данных, подлежащих обработке и результатов вычислений, а в некоторым микропроцессорных системах - программ, которые часто меняются. Его характерное свойство: время, требуемое для доступа к любой из ячейки памяти не зависит от адреса ячейки. ОЗУ допускает запись и считывание слов.
Аналогия с классной доской, на которой мелом записаны числа: их можно многократно считывать, не разрушая, при необходимости стереть, и записать на освободившееся место новые.
Информация, содержащаяся в ОЗУ исчезает при исчезновении питания.
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство - устройство, в котором хранится программа. Содержимое ПЗУ не может быть стерто. Используется как память программы, заранее составленной изготовителем в соответствии с требованиями пользователей. Чтобы запустить другую программу необходимо применить другое ПЗУ или его часть. Из ПЗУ можно только выбирать хранимые слова, но нельзя вносить новые, стирать и заменять другими.
Аналогия с газетой, книгой.
Помимо ПЗУ применяются ППЗУ и РППЗУ.
ППЗУ - программируемое ПЗУ. Пользователь может самостоятельно запрограммировать ППЗУ с помощью специального устройства -программатора, но только один раз. (Аналогия - тетрадь, блокнот).
РППЗУ - репрограммируемое ПЗУ. Информация может стираться и записываться несколько раз. (Аналогия - блокнот, в котором пишут карандашом и стирают ластиком).
Итерфейс - устройство сопряжения (совокупность электрических, механических и программных средств), позволяющее соединять модули системы между собой и периферийными устройствами.
Устройство ввода осуществляет введение в систему данных, подлежащих обработке, и команд.
Устройство вывода преобразует выходные данные (результаты обработки информации) в форму, удобную для восприятия и хранения.