Мікропроцесорна система та її функціонування
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ I НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКIВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНIВЕРСИТЕТ
РАДIОЕЛЕКТРОНIКИ
Кафедра ЕН
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з дисципліни
"Електронні пристрої"
на тему
МІКРОПРОЦЕСОРНА СИСТЕМА ТА ЇЇ ФУНКЦІОНУВАННЯ
Харків 2010
Визначимо поняття та терміни, які використовуються в мікропроцесорній техніці:
Мікропроцесор (МП) - програмно-керований пристрій, що здійснює процес обробки цифрової інформації і управління ним; побудований на одній або декількох великих інтегральних схемах (ВІС).
Мікропроцесорна ВІС - інтегральна мікросхема, що виконує функцію МП або його частини (ВІС з процесорною організацією, розроблена для побудови мікропроцесорних систем).
Мікропроцесорна система - управляюча інформаційна або інша спеціалізована цифрова система, побудована на базі мікропроцесорних пристроїв.
Мікропроцесорна ЕОМ (мікро-ЕОМ) - це ЕОМ, що складається з мікропроцесора (мікропроцесорів), напівпровідникової памяті, засобів звязку з периферійними пристроями та джерела живлення, поєднаних загальною несучою конструкцією.
Мікропроцесорний комплект (МПК) - набір мікропроцесорних та інших інтегральних мікросхем, сумісних по конструктивно-технологічному виконанню та призначених для сумісного вживання при побудові мікро-ЕОМ і інших засобів обчислювальної техніки.
Все різноманіття МП зручно розділити на два типи:
- однокристальні МП з фіксованою розрядністю слова та фіксованою системою команд і, як правило, пристроєм управління зі "схемною" логікою;
- багатокристальні (секційні) мікропрограмовані МП із змінною розрядністю слова і з фіксованим набором мікрооперацій.
Мікрокомпютери першого типу мають типову структуру типову, яка нагадує організацію звичайних ЕОМ. В ній в явній формі знайшов віддзеркалення принцип обробки даних на основі виконання команд програми. Тому методи роботи з МП першого типу певною мірою подібні методам роботи малих ЕОМ.
Однокристальні МП виконуються з використанням різних МОП-технологій мікроелектроніки, що дозволяють розміщувати на одному кристалі велике число елементарних схем, МОП-транзисторів дякуючи їх унікально малим розмірам і невеликій потужності розсіювання. МОП-структури перших поколінь істотно поступалися в швидкодії біполярним структурам.
Біполярні ВІС (наприклад, з малопотужними ТТЛ-схемами з діодами Шотки) володіли в порівнянні з МОП-ВІС набагато більшою швидкодією, але значно меншою густиною упаковки компонентів на кристалі.
Зявився другий тип МП - багатокристальний біполярний МП, заснований на конструктивному принципі ФУНКЦІОНАЛЬНО-РОЗРЯДНОГО СЛОВА, що пропонує реалізацію на кристалі малорозрядної (2-4 розряди) мікропроцесорної секції (пошарові). В цьому випадку для забезпечення обробки слів заданої розрядності мікропроцесор складається з відповідної кількості однакових кристалів (мікропроцесорних секцій, "слів") обєднаних мікропрограмним блоком управління, реалізованим на окремих кристалах.
Мікропрограмні багатокристальні МП забезпечують велику гнучкість в досягненні потрібних користувачі характеристик (в першу чергу потрібної швидкодії мікропроцесорного пристрою або мікропроцесорної системи, надаючи користувачу можливість задавати спеціалізовану систему команд, орієнтовану на певне використання. Проте при цьому проектувальник повинен розробляти мікропрограми, які реалізують ці команди, і записати їх в управляючу память МП.
Згодом різні варіанти поліпшеної МОП-технології дозволили не тільки збільшивши кількість елементів на кристалі, але і випередили по швидкодії МП на основі біполярної технології.
Для внутрішнього опису функціонування МП необхідно охарактеризувати:
- формат оброблюваних даних і команд;
- тип і гнучкість команд;
- способи адресації даних;
- кількість внутрішніх регістрів загального призначення;
- організацію і адресацію стека;
- параметри віртуальної памяті;
- інформаційний обєм памяті.
МП також розрізняють:
- по числу ВІС в МП;
- по призначенню;
- по виду оброблюваних вхідних сигналів;
- по організації структури МП схем.
По характеру роботи в часі МП поділяють на синхронні і асинхронні.
Синхронні МП - це МП, в яких початок і кінець виконання операцій задається пристроєм управління ПУ.
Асинхронні МП дозволяють початок виконання кожної наступної операції визначити по сигналу фактичного закінчення виконання попередньої операції.
По організації структури МП системи розрізняють:
- одно магістральні мікро-ЕОМ;
- багато магістральні мікро-ЕОМ.
У одно магістральних мікро-ЕОМ всі пристрої мають однаковий інтерфейс і підключені до єдиної інформаційної магістралі, по якій передаються коди даних, адреси і управляючих сигналів.
У багато магістральних мікро-ЕОМ пристрої групами підключаються до своєї інформаційної магістралі.
По кількості виконуваних програм розрізняють: однопрограмні і багатопрограмні МП.
У однопрограмному МП перехід і виконання наступної програми відбувається після завершення поточної програми.
Багатопрограмний МП дозволяє виконувати одночасно декілька програм.
Основою будь-якої мікропроцесорної системи є МП.
Узагальнена логічна структура мікропроцесорної системи МПС на