Структура микропроцессора. Элементная база микропроцессора

Содержание

Слайд 2

Структура микропроцессора Устройство управления Регистры

Структура микропроцессора

Устройство
управления

Регистры

Слайд 3

Структура микропроцессора

Структура микропроцессора

Слайд 4

Элементная база процессора Процессор состоит из очень большого набора элементов, собранных

Элементная база процессора

Процессор состоит из очень большого набора элементов,
собранных определенным образом.
Каждый

элемент – это электронно-техническое
изделие.
В основе конструкции процессоров лежат элементарные логические микросхемы
Используется несколько базовых логических функций (элементов) и бесчисленное число их комбинаций.
Слайд 5

Элементная база процессора 2 основных класса элементов: логические (для вычислений) запоминающие (для хранения)

Элементная база процессора


2 основных класса элементов:
логические (для вычислений)
запоминающие

(для хранения)
Слайд 6

Логический элемент И Высказывание истинно, когда истинны одновременно оба высказывания Таблица истинности

Логический элемент И

Высказывание истинно, когда истинны одновременно оба высказывания

Таблица истинности

Слайд 7

Логический элемент ИЛИ Высказывание истинно, когда истинно хотя бы одно высказывание, входящее в него Таблица истинности

Логический элемент ИЛИ

Высказывание истинно, когда истинно хотя бы одно высказывание, входящее

в него

Таблица истинности

Слайд 8

Обозначения на электрических принципиальных схемах

Обозначения на электрических принципиальных схемах

Слайд 9

Схемотехническая реализация логических элементов Пример работы инвертора Если сигнал X имеет

Схемотехническая реализация логических элементов

Пример работы инвертора
Если сигнал X имеет высокий потенциал,

то ключ, реализованный
на транзисторе, замкнут, и потенциал точки Y низкий.
В противном случае связь между точкой Y и "землей" разорвана,
и сигнал Y имеет высокий уровень,
что и обеспечивает реализацию логической функции "отрицание".
Слайд 10

Запоминающие элементы Базовый запоминающий элемент в электротехнике – ТРИГГЕР Триггер используется

Запоминающие элементы

Базовый запоминающий элемент в электротехнике – ТРИГГЕР
Триггер используется для хранения

одного бита информации
Его задача – запомнить, что было на его входе – 1 или 0, и сообщить об этом, когда спросят.
Слайд 11

Запоминающая ячейка (защелка) на элементах "И-НЕ" Запоминает, на каком из входов

Запоминающая ячейка (защелка) на элементах "И-НЕ"

Запоминает, на каком из входов (R

или S)
подавался последний сигнал 1
Слайд 12

Запоминающая ячейка (защелка) на элементах "И-НЕ" Входной сигнал S (Set) служит

Запоминающая ячейка (защелка) на элементах "И-НЕ"

Входной сигнал S (Set) служит для

установки ЗЯ в состояние "1" (Q=1, Q=0).
Сигнал R (Reset) устанавливает ЗЯ в состояние "0" (Q=0, Q=1).
Пусть на входы ЗЯ поданы сигналы: S=0, R=1.
Тогда при любом исходном состоянии ЗЯ на выходе элемента 1 установится 1.
Так как на входы элемента 2 поступают значения Q и R, то на его выходе будет сигнал 0. Таким образом, ЗЯ перейдет в состояние "1".
Аналогично при S=1, R=0 запоминающая ячейка перейдет в состояние Q=0, Q=1, то есть в "0".
Если S=1, R=1, то состояние ЗЯ будет определяться ее предыдущим состоянием.
Если ЗЯ находилась в состоянии "1", то сигнал Q=0, поступая на вход элемента 1, подтвердит состояние его выхода Q=1. На входы элемента 2 поступят только 0. Поэтому его выход будет находиться в состоянии Q=0, то есть не изменится.
Если ЗЯ находилась в состоянии "0", то сигнал Q=0, поступая на вход элемента 2, подтвердит состояние его выхода Q=1. В свою очередь, выход элемента 1 также останется без изменения.
Таким образом, эта комбинация входных сигналов соответствует режиму хранения.
Если на входы S и R поданы сигналы S = R = 0, то сигнал на выходах элементов 1 и 2 будет Q = Q = 1. При переводе ЗЯ в режим хранения ( S = R = 1), выходы элементов 1 и 2 могут установиться в произвольное состояние. Поэтому комбинация сигналов S = R = 0 на управляющих входах не используется.
Слайд 13

Запоминающая ячейка (защелка) на элементах "И-НЕ" Работа триггерной схемы определяется не

Запоминающая ячейка (защелка) на элементах "И-НЕ"

Работа триггерной схемы
определяется не таблицей


истинности,
как для логической схемы, а
таблицей переходов
S R Q(t+1) Функция
0 0 х Запрещено
0 1 1 Установка в "1"
1 0 0 Установка в "0"
1 1 Q(t)Хранение
Таблица переходов показывает изменение состояния триггера при изменении состояния входных сигналов в зависимости от его текущего состояния.