Микропроцессы и микро-ЭВМ. Основные определения. Классификация

Ключевые слова и термины: понятие

ЦП и микро-ЭВМ, адрес шины, шина данных, шина управления, микропроцессор, создания процессорных систем, сигналы входа и выхода микропроцессора, адрес шин (данных), адрес вращения (строб) STB (или ALE), сигнал шинного опроса HLD (или HOLD), NMI - не маскированная разъединения.

Микропроцессоры - это обрабатывающее и управляющее устройства, выполненные с использованием технологии БИС (часто на одном кристалле) и обладающие способностью выполнять под программным управлением обработку информации, включая ввод и вывод информации, принятие решений, арифметические и логические операции.

В общем случае в состав МП входят: арифметико-логическое устройство (АЛУ); схема управления и синхронизации; регистр-аккумулятор; сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ); программный счетчик; адресный стек; регистр команд и дешифратор кода операции: параллельные шины данных и ввода - вывода; схема управления памятью и вводом - выводом.

Микро-ЭВМ - это вычислительная или управляющая система, выполненная на основе МП, в состав которой могут также входить: программная память (обычно - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)); память данных (обычно - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)); устройства ввода - вывода (УВВ); генератор тактовых сигналов, а также другие устройства, выполненные с использованием БИС или элементов с меньшей степенью интеграции.

Первый МП появился в 1971 г. (Intel 4004), однако в настоящее время известно уже около 100 различных типов МП, точнее, микропроцессорных комплексов (МПК) БИС, поскольку фирмы-изготовители предлагают обычно наборы из нескольких БИС: МП, ОЗУ, ПЗУ, полупостоянной памяти (ППЗУ), ввода-вывода и др. Такое многообразие МП определяется различным сочетанием их характеристик,

некоторое представление о котором можно получить из приведенной

на рис. В.3 классификации МП.

Улучшение большинства характеристик МП непосредственно связано с совершенствованием технологии. Именно она определила общепринятое в настоящее время деление всех МП на три поколения: 1 - на основе р - канальной МОП-технологии; 2-на основе n-канальной и комплементарной МОП-технологии; 3 - на основе биполярной технологии.

МП первого поколения характеризуются временем выполнения команд 10-20 мкс, относительно ограниченными набором команд, объемом памяти и видами адресации. МП второго поколения появились в 1973 г. от МП первого поколения они отличаются меньшим временем выполнения команд (2-5 мкс), расширенными набором команд, объемом памяти и видами адресации. Эти МП проще в использовании, поскольку выпускаются комплектами БИС. МП третьего поколения (1974 г.) выполняются с использованием биполярной технологии, что обусловливает их высокое быстродействие (время выполнения команд 100 - 300 не), и микропрограммного принципа управления.

Большое количество существующих в настоящее время типов МП свидетельствует о том, что хотя МП является алгоритмически универсальным прибором, существует определенный класс применений, для которого данное сочетание характеристик МП дает наибольший технико-экономический эффект.

При всем разнообразии МП можно выделить общие для всех типов характеристики и свойства:

— малая разрядность слова: 2, 4, 8, 12 или 16 бит;

— ограниченная мощность набора команд (обычно требуется 2-5 команд для выполнения операции, эквивалентной одной команде мини - ЭВМ);

-аппаратно подкрепленная организация связи подпрограмм (с

помощью стека);

— программно-управляемый ввод - вывод;

— низкая стоимость микро-ЭВМ (обычно 1 - 5% от стоимости мини-ЭВМ).

Читайте также

Проектирование системы автоматического управления очистки стекла спортивного самолета
Задачи по управлению тем или иным явлением или процессом, возникающие в повседневной практической деятельности человека обширны и многообразны. Управление можно определить как совоку ...

Проектирование двухвходовой КМОП-схемы дешифратора 2 в 4
КМОП (комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник; англ. CMOS, Complementary-symmetry/metal-oxide semiconductor) - технология построения электронных схем. В те ...

Разработка лабораторного стенда Измерение опасных акустических сигналов
Для человека слух является вторым по информативности после зрения. Поэтому одним из довольно распространенных каналов утечки информации является акустический канал. В акустическом канал ...