- Главная
- Информатика
-
Микропроцессорные системы МИКРОРПОЦЕССОРЫ И МИКРОЭВМ
Содержание
- 2. Введение По числу больших интегральных схем (БИС) в микропроцессорном комплекте различают микропроцессоры однокристальные, многокристальные и многокристальные
- 3. Для получения многокристального микропроцессора необходимо провести разбиение его логической структуры на функционально законченные части и реализовать
- 4. Операционный процессор служит для обработки данных, управляющий процессор выполняет функции выборки, декодирования и вычисления адресов операндов
- 5. Среди специализированных микропроцессоров можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных последовательностей логических операций, математические МП,
- 6. С архитектурной точки зрения такие микропроцессоры представляют собой аналоговые функциональные преобразователи сигналов и называются аналоговыми микропроцессорами.
- 7. Сравнение цифровых микропроцессоров производится сопоставлением времени выполнения ими списков операций. Сравнение же аналоговых микропроцессоров производится по
- 8. Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции.
- 9. Основные характеристики микропроцессора Микропроцессор характеризуется: 1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов ЭВМ; 2)
- 10. Структура типового микропроцессора Архитектура типичной небольшой вычислительной системы на основе микроЭВМ показана на рис. 2.1. Такая
- 11. Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления (ШУ). Помимо ШУ имеется 16-разрядная
- 12. Логическая структура микропроцессора Логическая структура микропроцессора, т. е. конфигурация составляющих микропроцессор логических схем и связей между
- 13. Рис. 2.2. Общая логическая структура микропроцессора: I - управляющая часть, II - операционная часть; БУПК -
- 14. Устройство управления Коды операции команд программы, воспринимаемые управляющей частью микропроцессора, расшифрованные и преобразованные в ней, дают
- 15. - выборку команды; - интерпретацию ее с целью анализа формата, служебных признаков и вычисления адреса операнда
- 16. Особенности программного и микропрограммного управления. В микропроцессорах используют два метода выработки совокупности функциональных управляющих сигналов: программный
- 17. При микропрограммной реализации устройства управления в состав последнего вводится ЗУ, каждый разряд выходного кода определяет появление
- 18. Для ускорения выполнения определенных операций вводятся дополнительно специальные операционные узлы (например, циклические сдвигатели). Кроме того, в
- 19. Система команд Систему команд иногда определяют как совокупность команд, которая удовлетворяет требованиям проблемно-ориентированных применений таким образом,
- 20. Классификация команд по основным признакам представлена на рис. 2.3. Важнейшим структурным элементом формата любой команды является
- 21. При использовании фиксированного числа бит под КОП для кодирования всех m команд необходимо в поле КОП
- 22. Четырехбитный КОП (биты 15-12) кодирует ряд двухоперандных операций, приведенных в таблице 1. Биты (11-6) и (5-0)
- 23. Локализацию и обращение к операндам обеспечивают режимы адресации. При введении нескольких режимов адресации необходимо отвести в
- 24. Режимы адресации. Для взаимодействия с различными модулями в ЭВМ должны быть средства идентификации ячеек внешней памяти,
- 25. Типы архитектур. Существует несколько подходов к классификации микропроцессоров по типу архитектуры. Так, выделяют МП с CISC
- 26. 1. Регистровая архитектура определяется наличием достаточно большого регистрового файла внутри МП. Команды получают возможность обратиться к
- 27. Типичным является выполнение арифметических операций только в регистре, при этом команда содержит два операнда (оба операнда
- 28. Рис 2.5 Микропроцессор МС6800 фирмы Motorola. Микропроцессор МС 6800 содержал два аккумулятора, и результат операции АЛУ
- 30. Скачать презентацию
Введение
По числу больших интегральных схем (БИС) в микропроцессорном комплекте различают микропроцессоры
Введение
По числу больших интегральных схем (БИС) в микропроцессорном комплекте различают микропроцессоры
Для получения многокристального микропроцессора необходимо провести разбиение его логической структуры на
Для получения многокристального микропроцессора необходимо провести разбиение его логической структуры на
заранее определенные функции и могут работать автономно.
На рис. 1.1,а показано функциональное разбиение структуры процессора при создании трехкристального микропроцессора (пунктирные линии),
содержащего БИС операционного (ОП), БИС управляющего (УП) и БИС интерфейсного (ИП) процессоров.
Рис. 1.1 Функциональная структура процессора (а) и ее разбиение для реализации процессора в виде комплекта секционных БИС.
Операционный процессор служит для обработки данных, управляющий процессор выполняет функции выборки,
Операционный процессор служит для обработки данных, управляющий процессор выполняет функции выборки,
Среди специализированных микропроцессоров можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных
Среди специализированных микропроцессоров можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных
С архитектурной точки зрения такие микропроцессоры представляют собой аналоговые функциональные преобразователи
С архитектурной точки зрения такие микропроцессоры представляют собой аналоговые функциональные преобразователи
Сравнение цифровых микропроцессоров производится сопоставлением времени выполнения ими списков операций. Сравнение
Сравнение цифровых микропроцессоров производится сопоставлением времени выполнения ими списков операций. Сравнение
Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его
Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его
Основные характеристики микропроцессора
Микропроцессор характеризуется:
1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения
Основные характеристики микропроцессора
Микропроцессор характеризуется:
1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения
2) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов. Разрядность МП обозначается m/n/k/ и включает: m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу про n - разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации; k - разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. Например, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;
3) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектур. Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали. Макроархитектура - это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора. В общем случае под архитектурой ЭВМ понимается абстрактное представление машины в терминах основных функциональных модулей, языка ЭВМ, структуры данных.
Структура типового микропроцессора
Архитектура типичной небольшой вычислительной системы на основе микроЭВМ
Структура типового микропроцессора
Архитектура типичной небольшой вычислительной системы на основе микроЭВМ
Рис. 2.1. Архитектура
типового
микропроцессора.
Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления
Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления
Логическая структура микропроцессора
Логическая структура микропроцессора, т. е. конфигурация составляющих микропроцессор логических
Логическая структура микропроцессора
Логическая структура микропроцессора, т. е. конфигурация составляющих микропроцессор логических
Рис. 2.2. Общая логическая структура микропроцессора: I - управляющая часть, II
Рис. 2.2. Общая логическая структура микропроцессора: I - управляющая часть, II
Устройство управления
Коды операции команд программы, воспринимаемые управляющей частью микропроцессора, расшифрованные и
Устройство управления
Коды операции команд программы, воспринимаемые управляющей частью микропроцессора, расшифрованные и
- выборку команды;
- интерпретацию ее с целью анализа формата, служебных
- выборку команды;
- интерпретацию ее с целью анализа формата, служебных
-установление номенклатуры и временной последовательности всех функциональных управляющих сигналов;
-генерацию управляющих импульсов и передачу их на управляющие шины функциональных частей микроЭВМ и вентили между ними;
- анализ результата операции и изменение своего состояния так, чтобы определить месторасположение (адрес) следующей команды.
Особенности программного и микропрограммного управления.
В микропроцессорах используют два метода выработки
Особенности программного и микропрограммного управления.
В микропроцессорах используют два метода выработки
При микропрограммной реализации устройства управления в состав последнего вводится ЗУ, каждый
При микропрограммной реализации устройства управления в состав последнего вводится ЗУ, каждый
Для ускорения выполнения определенных операций вводятся дополнительно специальные операционные узлы (например,
Для ускорения выполнения определенных операций вводятся дополнительно специальные операционные узлы (например,
1) любая операция, реализуемая устройством, является последовательностью элементарных действий - микроопераций;
2) для управления порядком следования микроопераций используются логические условия;
3) процесс выполнения операций в устройстве описывается в форме алгоритма, представляемого в терминах микроопераций и логических условий, называемого микропрограммой;
4) микропрограмма используется как форма представления функции устройства, на основе которой определяются структура, и порядок функционирования устройства во времени.
ПМУ обеспечивает гибкость микропроцессорной системы и позволяет осуществлять проблемную ориентацию микро - и миниЭВМ.
Система команд
Систему команд иногда определяют как совокупность команд, которая удовлетворяет
Система команд
Систему команд иногда определяют как совокупность команд, которая удовлетворяет
Важной характеристикой команды является ее формат, определяющий структурные элементы команды, каждый из которых интерпретируется определенные образом при ее выполнении. Среди таких элементов (полей) команды выделяют следующие: код операции, определяющий выполняемое действие; адрес ячейки памяти, регистра процессора, внешнего устройства; режим адресации; операнд при использовании непосредственной адресации; код анализируемых признаков для команд условного перехода.
Классификация команд по основным признакам представлена на рис. 2.3. Важнейшим структурным
Классификация команд по основным признакам представлена на рис. 2.3. Важнейшим структурным
Рис. 2.3. Классификация команд.
При использовании фиксированного числа бит под КОП для кодирования всех m
При использовании фиксированного числа бит под КОП для кодирования всех m
Формат команд процессоров СМ:
а) двухадресная команда;
б) одноадресная команда.
Четырехбитный КОП (биты 15-12) кодирует ряд двухоперандных операций, приведенных в таблице
Четырехбитный КОП (биты 15-12) кодирует ряд двухоперандных операций, приведенных в таблице
1. Адрес следующей команды указывается только в командах переходов; в остальных случаях очередная команда выбирается из ячеек памяти, следующих за выполненной командой.
2. Использование ячейки, в которой находится один из операндов, для запоминания результата (например, сумма запоминается в ячейки первого операнда).
Локализацию и обращение к операндам обеспечивают режимы адресации. При введении нескольких
Локализацию и обращение к операндам обеспечивают режимы адресации. При введении нескольких
Режимы адресации.
Для взаимодействия с различными модулями в ЭВМ должны быть
Режимы адресации.
Для взаимодействия с различными модулями в ЭВМ должны быть
Все способы адресации памяти можно разделить на:
1) прямой, когда исполнительный адрес берется непосредственно из команды или вычисляется с использованием значения, указанного в команде, и содержимого какого-либо регистра (прямая адресация, регистровая, базовая, индексная и т.д.);
2) косвенный, который предполагает, что в команде содержится значение косвенного адреса, т.е. адреса ячейки памяти, в которой находится окончательный исполнительный адрес (косвенная адресация).
В каждой микроЭВМ реализованы только некоторые режимы адресации, использование которых, как правило, определяется архитектурой МП.
Типы архитектур.
Существует несколько подходов к классификации микропроцессоров по типу архитектуры.
Типы архитектур.
Существует несколько подходов к классификации микропроцессоров по типу архитектуры.
- с фиксированной разрядностью и списком команд (однокристальные);
- с наращиваемой разрядностью (секционные) и микропрограммным управлением.
Анализируя адресные пространства программ и данных, определяют МП с архитектурой фон Неймана (память программ и память данных находятся в едином пространстве и нет никаких признаков, указывающих на тип информации в ячейке памяти) и МП с архитектурой Гарвардской лаборатории (память программ и память данных разделены, имеют свои адресные пространства и способы доступа к ним). Рассмотрим более подробно основные типы архитектурных решений, выделяя связь со способами адресации памяти.
1. Регистровая архитектура определяется наличием достаточно большого регистрового файла внутри МП.
1. Регистровая архитектура определяется наличием достаточно большого регистрового файла внутри МП.
Рис 2.4 Микропроцессор
Z80 фирмы Zilog.
Типичным является выполнение арифметических операций только в регистре, при этом команда
Типичным является выполнение арифметических операций только в регистре, при этом команда
МП фирмы Motorola имел ряд существенных преимуществ. Прежде всего, кристалл МС6800 требовал для работы одного номинала питания, а система команд оказалась весьма прозрачной для программиста. Архитектура МП также имела ряд особенностей.
Рис 2.5 Микропроцессор МС6800 фирмы Motorola.
Микропроцессор МС 6800 содержал два
Рис 2.5 Микропроцессор МС6800 фирмы Motorola.
Микропроцессор МС 6800 содержал два