Читайте также:
|
|
Для МП важны такие качества и параметры: тип корпуса, количество источников питания, требования к синхронизации, мощность рассеяния, температурный диапазон, разрядность и возможность ее расширения, цикл выполнения команд (микрокоманд), уровни сигналов, помехоустойчивость, нагрузочная спо собность, надежность, долговечность и т. д.
В МП встраиваются аппаратурные средства реализации многих сотен команд, что обеспечивает компактную запись алгоритмов и эффективные программы.
Однокристальные МП получаются при реализации всех аппаратурных средств процессора в виде одной БИС и СБИС, однако их возможности ограничены аппаратурными ресурсами кристалла и корпуса, поэтому более распространены многокристальные МП, а также многокристальные секционные МП.
В многокристальном МП проводится разбиение его логической структуры на функционально законченные части с реализацией их в БИС (СБИС).
Трехкристальные МП имеют разрядность до 32 бит и параметры, сравнимые с параметрами старших моделей рядов мини-ЭВМ и средних ЭВМ.
МП бывают универсальные и специализированные. Универсальные МП применяются для широкого круга задач. Среди специализированных МП выделяются различные микроконтроллеры для выполнения сложной последовательности логических операций; математические МП для повышения производительности выполнения арифметических операций за счет, например, матричных методов; МП для обработки данных и т. д. В универсальных МП в системе команд заложена алгоритмическая универсальность.
Сами МП — цифровые устройства, однако они могут иметь встроенные аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Синхронные МП — микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления. Асинхронные МП позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции.
По структуре микропроцессорных систем различают:
одномагистральные микроЭВМ, где все устройства имеют одинаковый интерфейс и подключены к единой информационной магистрали, по которой передаются коды данных, адресов и управляющих сигналов;
многомагистральные микроЭВМ, у которых устройства группами подключаются к своей информационной магистрали, что обеспечивает одновременную передачу информационных сигна-
лов по нескольким (или всем) магистралям и увеличивает производительность.
В однопрограммных МП выполняется только одна программа, переход к выполнению другой программы происходит после завершения текущей программы. В много- или мультипрограммных МП одновременно выполняется несколько программ (обычно несколько десятков), что позволяет осуществить
Таблица 7.1
Наименование НС-интегральных схем | Обозначение | Разрядность | Тактовая частота, МГц | Напряжение, В |
Серия КР588 | ||||
Ар ифметическо-логическое устройство | КР588ВС2 | 1,0 | 5,0 | |
Управляющая память Системный контроллер Многорежимный буферный регистр | КР588ВУ2 КР588ВГ1 КР588ИР1 | 1,2 1,0 | 5,0 5,0 5,0 | |
Магистральный приемопередатчик | КР588ВА1 | — | 5,0 | |
Серия К1801 | ||||
Однокристальные микро-ЭВМ | К1801ВЕ1 | 8,0 | 5,0 | |
Однокристальный микропроцессор БИС матрицы вентилей | К1801ВМ1 К1801ВП1 | 5,0 | 5,0 5,0 |
контроль за состоянием и управлением большим числом источников или приемников информации.
В табл. 7.1 в качестве примера указаны 2 типа микропроцессорных комплектов.
Микропроцессорные комплекты серии КР588 обладают низким потреблением энергии, имеют БИС управляющей памяти (УП) с емкостью программируемой логической матрицы (ПЛМ) в 150 логических произведений. Имеются БИС УП с закодированными в них микропрограммами для реализации системы команд микроЭВМ «Электроника-60», системы ЧПУ на базе «Электроника НЦ-31» и др.
МП комплекты серии К1801 созданы на основе СБИС однокристального микропроцессора с системой команд микроЭВМ «Электроника-60» и матричной БИС для построения разнообразных схем управления. В составе комплекта имеется СБИС однокристальной микроЭВМ с емкостью ОЗУ 128 и ПЗУ 1024 16 разрядных слов. На основе матричной БИС построены контроллеры управления ОЗУ емкостью 32К 16-разрядных слов, радиального последовательного интерфейса. В состав комплекта входит БИС ПЗУ емкостью 4К 16-разрядных слов. МПК серии
1801 является однокристальным и обладает весьма высокой степенью интеграции и высоким быстродействием (до 500000 операций/с). Комплект перспективный для применения в автоматизации, так как его интерфейс и система команд позволяют использовать программное обеспечение СМ ЭВМ «Электро-ника-79», «Электроника-100/25», «Электроника-60» и др.
Отметим наиболее характерные узлы микропроцессора [3], составляющие основу их структуры.
Центральным блоком МП является арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое обычно включает в себя сумматор, сдвиговые регистры, схемы ускоренного переноса, регистры. В АЛУ аппаратно выполняется около десяти простейших операций.
Регистры общего назначения (ΡΟΗ) образуют сверхоперативную память для хранения подлежащих обработке данных результатов и команд. Число ΡΟΗ в МП до нескольких десятков.
Для расширения возможностей АЛУ в МП имеется несколько специальных регистров, таких, как аккумулятор, программный счетчик (счетчик команд), указатель стека (УС), регистр команд, регистр состояния (признаков), буферные регистры и т. д. Аккумулятор позволяет сократить время выполнения некоторых операций и уменьшить длину некоторых команд. Стек служит для упрощения системы прерываний, ускорения реакции на прерывания, что важно в системах управления технологиями. Программный счетчик (ПС) содержит адрес очередной команды, подлежащей выполнению. Регистр команд (РК) хранит код выполняемой в данный момент команды. Регистр признаков (РП) предназначен для хранения признаков результата выполняемой операции в АЛУ (нулевого или отрицательного результата, переноса, переполнения).
Пересылки информации между регистрами МП и АЛУ осуществляются по внутренним шинам. С памятью и устройствами ввода-вывода МП взаимодействует при помощи адресной, информационной и управляющей шин. Часто информационные и адресные шины объединяют в единую общую шину, производительность МП при этом снижается.
Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 120 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ | | | СТРУКТУРЫ МИКРОПРОЦЕССОРОВ |