Микропроцессоры и микро-ЭВМ

Микро-ЭВМ – это устройство обработки информации, состоящее из операционной и управляющей частей, дополненное ПЗУ, служащим для хранения программ, и снабженное устройствами ввода-вывода.

Таким образом, в микро-ЭВМ можно выделить три основных эле­мента (рисунок 4.93):

1. Микропроцессор (центральный процессорный элемент – ЦПЭ);

2. Блок памяти (оперативной – ОЗУ и постоянной – ПЗУ);

3. Устройства ввода-вывода (интерфейс).

 

 

Рис.4.93. Упрощенная структура микро-ЭВМ

 

Обмен информации между основными блоками осуществляется с помощью шин. В микро-ЭВМ их три типа (рисунок 4.94):

1. Шина данных;

2. Шина адреса;

3. Шина управления.

 

Рис.4.94. Структура микро – ЭВМ

 

Микропроцессор МП (Central Processor Unit – CPU) преобразует данные и управляет работой микро-ЭВМ, он содержит все необходимые цифровые и логические элементы для распознавания и выполнения команд программы, обеспечивающих выполнение арифметических, логических и управляющих операций, заданных в программе в виде машинных кодов.

Память хранит данные, программу и числа. Состоит из оперативной - ОЗУ и постоянной – ПЗУ памяти.

Устройство ввода-вывода (УВВ) связывает микро-ЭВМ с клавиа­турой, дисплеем и внешними устройствами. Передача информации внутри микро-ЭВМ осуществляется по трем шинам: адреса, данных, управления. Под шиной понимают группу проводников, число которых в шине определяется разрядностью передаваемой по шине информации в двоичном коде.

Следует различать микропроцессор, как центральный узел микро-ЭВМ, и микропроцессорную систему, позволяющую реализовывать операции управления, вычисления и т.д.

 

4.20.1. Основные архитектурные принципы

микропроцессорных систем

 

Можно выделить следующие основные принципы построения архитектуры (структуры) микропроцессорной системы:

- магистральная форма организации различных уровней цифровой системы,

- наращиваемость вычислительный средств,

- многопроцессорное построение,

- микропрограммное управление процессорами,

- автономность периферийных устройств,

- стандартизация блоков системы.

Операционная часть микропроцессора обеспечивает обработку информации. Это операции арифметического и логического вычисления (двоичное сложение, сдвиг вправо, влево, дополнения и др.).

Управляющая часть микропроцессора декодирует команды и формирует сигналы, необходимые для выполнения той или иной операции. Каждая команда представляет собой небольшую программу, состоящую из элементарных операций, последовательность которых называется микропрограммой.

Очередность команд, в соответствии с которой работает уп­равляющая часть микропроцессорной системой называется программой. Основная часть программы записывается в ПЗУ.

Существенной характеристикой ЭВМ является длина слова. Известны микропроцессорные системы четырех-, восьми-, шестнадцати-, тридцатидвух-разрядные и т.д..

Другой важный параметр – быстродействие. Оно определяется прежде всего архитектурными принципами построения микропроцессорной системы и технологией производства элементной базы. Так, для КМОП схем быстродействие составляет до 100 тысяч элементарных операций в секунду, для ТТЛ – 400 тысяч, для ТТЛ-Ш – 1.2 миллиона операций.

 

4.20.2. Микропроцессорный комплект среднего

быстродействия К587

 

Микро-ЭВМ в настоящее время выполняются, чаще всего, на основе микропроцессорных комплектов. Такой МП-комплект представляет собой семейство совместимых между собой интегральных микросхем, реализующих отдельные функциональные узлы из архитектуры МП-системы.

 

Таблица 4.28.

Состав микропроцессорного комплекта К587

Тип	Техн. характеристика	Назначение
	БАЗОВЫЙ
К587ИК2 (САУ,ЦПЭ)	4-х разрядный, управ­ляемый по микрокоман­дам, асинхронный	Прием, оперативное хранение и выдача цифровой и командной информации. Построение информационных блоков с разрядностью, кратной 4.
К587РП1 (Блок микро- программного управления)	Автономный, асинхрон­ный преобразователь 14-разрядных двоичных кодов	Генератор микрокоманд. Построение цифрового управления.
К587ИК1	Устройство обмена информацией восьмиразрядное	Организация внутри и вне- процессорного обмена данными, организация интерфейса, построения блоков прерывания
К587ИКЗ	Арифметический расширитель восьмиразрядный	Выполнение аппаратного умножения, сдвига, поиск кодов
	ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ
К530АП2	Двунаправленные усили­тели-формирователи. 4-х разрядный приемо­передатчик цифровой информации.	Синхронная и асинхронная передача, двоичной информации по двунаправленной линии связи, согласование уровней: КМОП-ТТЛ

 

Рассмотрим, для примера, микропроцессорный комплект серии ИМС К587. Этот комплект секционирован, т.е. позволяет наращивать разрядность. Весь комплект состоит из программных и аппаратных средств. Аппаратные средства разделяются на базовые и дополнительные.

Таблица 4.29

Микропроцессорный комплект повышенного быстродействия К589

Тип	Назначение	Аналог
К589ИК01	Блок микропрограммного управления	3001 INTEL
К589ИК02	ЦПЭ	3002 INTEL
К589ИКОЗ	Схема ускоренного переноса (СУП)	3003 INTEL
К589ИР12	Многорежимный буферный регистр (МБР)	3212 INTEL
К589ИК14	Блок приоритетного прерывания (БПП)	3214 INTEL
К589АП16	Шинный формирователь	3216 INTEL
К589АП26	Шинный формирователь с инверсией	3226 INTEL
	ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ
К556РЕ4	ППЗУ

 

В свое время одним из первых отечественных образцов и поэтому широко распространенным являлся микропроцессорный комплект серии ИМС К580.

Перспективными можно считать однокристальные микропроцессорные системы и однокристальные микроконтроллеры. Внутри такой микросхемы уже расположены и соединены между собой все цифровые компоненты архитектуры микроЭВМ.

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: