Големина на текста:
1. Основни понятия и структура на микропроцесорната система (МПС)
Микропроцесорът е цифрова интегрална схема с универсално предназначение и
гъвкаво програмно управление. Универсалността на микропроцесора означава че той е
в състояние да изпълнява различни по характер задачи, определяни от заложената
програма. Схематически микропроцесорът съдържа масиви от логически блокове и
хорди и милиони електронни ключове, програмно управляеми. Въведената програма
конфигурира нужните електронни свързвание и насочва потока от данни към избрани
лог.блокове чрез система от магистрали. Работата на микропроцесора се основава на
програмния принцип на управление. Този принцип използва изпълняваните действие
да се разлагат на поредици от последователно изпълнявани елементарни операции.
Системната програма на микропроцесора показва техническите му възможности за
гъвкаво управление на вътрешните комутации на електронните ключове, независимо от
конкретното предназначение на системата. Оперативната програма осигурява цялостно
изпълнение на конкретна задача. Тя съдържа масив от последователно подредени
инструкции. Оперативната програма се изготвя от програмиста и се записва и
съхранява в енергонезависимата програмна памет, намираща се във или извън чипа на
микропроцесора.
Недостатък – предаване на информацията бит по бит. Контролери – блокове за
реализиране на работа в реално време. Таймери – регистри (16 или 32), които по
програмен път се зареждат с число. В точно определено време (стъпка) се подава
импулса. Ако има препълване в таймера – има сигнал за прекъсване в контролера за
прекъсване. Таймерите освен да генерират прекъсване могат да генерират външен
сигнал. С него може да изследва честотата и периода. В много от случайте сигнала е
аналогов (може и цифров). В схемата може да има ЦАП и АЦП. Широчинно импулсни
модулатори – с определена честота се подават на дадено краче импулси с различна
продължителност – определя широчината на импулса.
2.Параметри на микропроцесорите
Процесорите са синхронни системи, на които им трябва тактов генератор за да работят.
При по-кратък цикъл->по-бърз процесор. Връзката между честота и период е f=1/T.
Тактов цикъл-минималния интервал от време, за който може да се изпълни една или
няколко (CISC и RISC) инструкции. Тактовия цикъл обхваща от един или няколко
тактови периода Tc=n.Tг (Тг на генератора) Tc=1/fc
За основни параметри на CPU се считат:
-разрядност на системата NB – определя се от броя битове или байтове
1
-адресируемо пространство – колко ОП може да бъде свръзна към този процесор – това
зависи колко е дължината на адресната шина. При 16->2
16
=64КB – брой клетки които
може да се адресират. Адресността показва физическия брой на клетките.
-производителност на с-мата
-широчина на лентата-при широка честотна лента по-бързо ще работи системата
BW=fcic.NB, fcic – честота на процесорната шина, NB-разрядност
Производителността на МПС е важен параметър. Тя е свързана с тактовата честота,
зависи и от продължителността на цикъла Тс, зависи от средния брой цикли за
изпълнение на една инструкция.
-броят инструкции, от които е съставена една инструментална програма
-броят цикли – за изпълнение на програмата
Броят на инструкциите и броя на циклите-като разделим два цикъла->брой цикли за 1
инструкция. Tprog=Nprog.CPITc, времето за изпълнение на една програма е равно на
броя на инструкциите за изпълнение на програмата * CPI (среден брой цикли за една
инструкция)*Tc. Среден брой цикли CPI може да бъде по-голям от 1 (за CISC, за RISC
обикновено е 1), което означава че средното време за изпълнение на една инструкция е
по-дълго от продължителността на 1 цикъл. MIPS –броят на обработените инструкции
за секунда. MIPS=1/(Tc.CPI)=1/(n.Tг.CPI).10
-6
. Пример: Микроконтролери А и В
работят с еднаква тактова честота fT=24MHz. Цикъла на процесора А е 12(N
A
=12).
CPIA=1,5. Микропроцесор В изисква 4 импулса (NB=4) за цикъл и CPI
B
=1 . Да се
определи MIPS на двата процесора. МПА T
CA
=12/24=0,5?s->MIPS
А
=1/1,5.0,5=1,33T ;
Т
CB
=4/24=0,156?s->MIPS
B
=1/1.0,156=6 . Извод: Процесор В е по-добър.
3. Класификация на МПС
Схемата показва разделение по функционални възможности. Микроконтролерите се
използват за управление на цифрови системи-с конкретно предназначение, с постоянно
действаща програма, записана в постоянната памет интегрирана в чипа на процесора. В
преобладаващата част от приложенията тези CPU не изискват голяма разрядност –
достатъчна е 6 или 16, а от 10-40 MHz – честота в тези микроконтролери. Част от
микроконтролерите имат и RAM памет освен регистри. Производителността в MIPS е
няколко десетки. Имат вградени АЦП, ЦАП, таймери и др.
Едночипови микрокомпютри-поради увеличените функционални възможности макар и
с ограничена производителност и обем на интегралната памет този клас CPU са
известни като едночипови микрокомпютри. От друга страна тези микропроцесори са
предназначени основно за управляващи устройства в специализирани-цифрови с-ми.
МПС се реализират като:
-еднопластови-надеждна МПС, но могат да се използват само за това за което са
предназначени.
-многопластови конструкции-развити в две направления. Широко разпространена при
настолните компютърни с-ми е конструкцията mother board. Върху обща платка е
оформена главната съществена част от с-мата. Системата от механични конструкции
дава възможност за включване на допълнителни платки и периферни устройства. При
другата конструкция към обща магистрална платка се свързват печатни платки на
различни функционални блокове с помощта на многопроизводни конектори.
Разновидности на МПС със специализирано предназначение са т.нар програмируеми
логически контролери. Те са оптимизирани за автоматично управление на
2
производствени и технически процеси като събират данни от няколко източника и
управляват крайни изпълнителни производствени устройства.
Микропроцесорни фамилии:
Обща базова технология и обща лог.структура; Общо микропроцесорно ядро; Общи
основни електрически и технически показатели; Еднакво захранващо напрежение;
Общо програмно осигуряване.
Различават се:
Вида и обема на интегрираната памет; Вида и възвожностите на интегрираните
подсистеми; Броя и предназначението на портовете; Максималната тактова честота;
Консумирана и разсейвана мощност; Вид на корпуса.
4. Структура на типичен (базов) микропроцесор
-УУ-управляващо устройство-поне 1-извлича инструкциите от паметта
-АЛУ-аритметико-логическо устройство-поне 1
-R
1
-регистър на инструкциите
Инструкция->операционна част и адресна част (не е задължително)
-колко адресни са компютрите
-CCR-флагов регистър, в този регистър се отразява резултата от АЛУ
-стек-междинно съхраняване информация
-SP-регистър който позволява достъпа до паметта-стек, сочи върха на стека;
държи/съхранява адрес
АСС А, АСС В-регистри за данни, обикновено са с разрядността на АЛУ
-IX-индекс регистър
-PC-програмен брояч, съдържащ адрес-адреса на текущата изпълнявана инструкция.
Сигнала Reset води до изчистване на регистрите (нулират се). PC се зарежда
индиректно или директно и в началото се установява с точно определена константа->
Reset.
DATA->влизат и излизат данни-крачетата са двупосочни.
Адресния буфер (Address Buffer)-A
0
, A
1
, A
2
,….-само изходи.
И двата буфера могат да се поставят в трето състояние.
5. Базов микропроцесор – сигнали
Специалните сигнали са задължителни за управлението на микропроцесора. За някой
от тях са предвидени изводи.Сигнал (RESET,RST). При подаване на този сигнал МП
започва да работа по установяване на начално състояние. Под негово въздествие
регистрите се установяват в определено начално състояние-високо или ниско, а
буферите с три изходни състояния преминават в третото високоомно състояние. В този
смисъл този сигнал често има смисъл като нулиране. Сигналите ЧЕТЕНЕ/ЗАПИС
R/W(Read/Write) показват дали МП реализира цикъл за четене или запис. Сигнали за
прекъсване. Те установяват МП в състояние на обслужване при заявка за прекъсване.
При получаване на тези сигнали се извършва изпълнението на текущата инструкция и
нейният адрес се изпраща в стековата памет, след което старира специална програма.
3

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Микропроцесорна техника

Основни понятия и структура на микропроцесорната система (МПС). Параметри на микропроцесорите. Класификация на МПС. Структура на типичен (базов) микропроцесор. Базов микропроцесор – сигнали...
Изпратен от:
ch0kata
на 2008-10-02
Добавен в:
Лекции
по Компютърни системи и технологии
Статистика:
478 сваляния
виж още
 
Домашни по темата на материала
Блок схема на организацията на микропроцесор .
добавена от albert.farhi94 16.01.2015
0
8
Логически операции PLC
добавена от TheChackal 03.12.2012
0
21
Подобни материали
 

Web сървър


Мрежите, според метода на тяхното администриране, могат да бъдат организирани както следва...
 

Сървъри и мрежови компютри. Клиент-сървър среда.


При равноправните мрежи всеки компютър може да работи и като клиент, и като сървър. Равноправните мрежи улесняват поделянето на данни и периферни устройства за малки групи хора...
 

Intel Extreme Edition


Не е лесно да си единият от големите производители на процесори, да не говорим за случая, когато си най-големият производител на процесорите за Desktop системите, които се предлагат по света в момента.
 

Запомнящи периферни устройства


Информацията, която могла да се запаметява на тях достигала до десетки, а рядко – стотици битове. Това зависело от големината на картата (по-голяма карта, възможност за повече дупки и съответно – повече информация).
 

Твърд диск (Hard Disk Drive, HDD)


Почти всеки настолен компютър и сървър, който се използва в днешно време съдържа един или повече хард-диска. Всеки супер-компютър е свързан с стотици хард-дискове. Могат да бъдат срещнати дори и VCR устройства и камкордъри, които използват...
 
Онлайн тестове по Компютърни системи и технологии
Тест по информатика за 2-ри курс на тема "Операционни системи"
професионален тест по Компютърни системи и технологии за Студенти от 2 курс
Този тест е предвиден и използван за проверка на студенти по информатика, като включва основните ключови понятия и елементи на приложния софтуер в наши дни. Съдържа 15 въпроса, всеки от които има само един верен отговор.
(Труден)
15
41
1
1 мин
20.08.2013
Тест по компютърни мрежи за 2-ри курс
изпитен тест по Компютърни системи и технологии за Студенти от 2 курс
Затворен тест по Компютърни мрежи. Състои се от 20 въпроса, всеки от които има само един верен отговор. Предназначен е за студенти от 2-ри курс...
(Лесен)
20
46
1
2 мин
19.09.2013
» виж всички онлайн тестове по компютърни системи и технологии

Микропроцесорна техника

Материал № 180963, от 02 окт 2008
Свален: 478 пъти
Прегледан: 365 пъти
Качен от:
Предмет: Компютърни системи и технологии, Информатика, ИТ
Тип: Лекция
Брой страници: 15
Брой думи: 4,672
Брой символи: 28,628

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Микропроцесорна техника"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Йонко Крачунов
преподава по Компютърни системи и технологии
в град София
с опит от  21 години
108 23

Данко Милков
преподава по Компютърни системи и технологии
в град София
с опит от  28 години
216 23

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения