- Главная
- Без категории
- Микропроцессорные системы
Содержание
- 2. Микропроцессор (МП) – программно - управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления этим процессом,
- 3. В основу построения МПС положено три принципа. 1. Принцип модульности - система строится на основе ограниченного
- 4. Обобщенная структура микропроцессорной системы В состав МПС входят: центральный процессор (ЦП); память, включающая оперативную память (ОЗУ,
- 5. Модуль ЦП осуществляет обработку данных и управляет модулями системы. Основные узлы БИС МП: устройство управления (УУ)
- 6. Архитектурные особенности и функциональные возможности 16-разрядных микропроцессоров. К 16-разрядным МП первого поколения принадлежат МП i8086/i8088 и
- 7. В МП i8086 применена конвейерная архитектура, которая позволяет совмещать во времени циклы исполнения и выборки из
- 8. Особенности системы команд языка Ассемблер для разных типов микропроцессоров. Команда определяет операцию, которую выполняет МП над
- 9. Организация устройств ввода/вывода информации в микропроцессорных системах. Одной из важнейших задач проектирования МПС является организация взаимодействия
- 10. Вводом-выводоминформации называют процесс передачи данных между микропроцессором и основной памятью (ОЗУ, ПЗУ), между микропроцессором и внешними
- 11. Программный ввод-вывод инициируется программой работы микропроцессора, т.е. в определенных местах программы записываются команды опроса портов или
- 12. Ввод-вывод по прерываниям производится по инициативе внешних устройств и вводится при необходимости помимо выполнения основной программы
- 13. Ввод-вывод с прямым доступом к памяти (ПДП)используется в случаях, когда необходимо реализовывать обмен между основной памятью
- 14. Управляющие сигналы типового микропроцессора. Кроме информационных линий адреса и данных, микропроцессор снабжен управляющими выводами, образующими вместе
- 15. Сигналы управления прерыванием обычно представлены двумя сигналами: INT(interrupt, прерывание) – входной сигнал от периферийного модуля (контроллера
- 16. Сигналы управления режимом прямого доступа к памятиформируют группу из двух сигналов: HOLD(hold, захват шин) – входной
- 17. Сигналы управления ожиданием служат для синхронизации микропроцессора с медленными устройствами ввода-вывода. Не всегда внешнее устройство может
- 18. Дополнительные сигналыобеспечивают синхронизацию работы микропроцессора с системным контроллером, шинными формирователями, схемой тактового генератора и начальной установки.
- 19. Отличия микроконтроллера от микропроцессора Источник: YouTube-канал Радиолюбитель TV
- 21. Скачать презентацию
Микропроцессор (МП) – программно - управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой
Микропроцессор (МП) – программно - управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой
Микропроцессорная система (МПС) – функционально – законченное изделие, состоящее из одного или нескольких микропроцессорных устройств: микропроцессора и/или микроконтроллера. Отличие МП от других элементов радиоэлектроники - замена схемного метода реализации функций математическим, программным методом. Свойства МПС - высокая гибкость, возможность перенастройки при необходимости изменений алгоритмов управления. МП используются для производства персональных ЭВМ, основа создания встраиваемых систем, телекоммуникационного и портативного оборудования и т.д. Лидеры в производстве микропроцессорных средств - фирмы Motorola и Intel
В основу построения МПС положено три принципа.
1. Принцип модульности - система
В основу построения МПС положено три принципа.
1. Принцип модульности - система
2. Принцип магистральности определяет характер связей между блоками МПС – все блоки соединяются с единой системной шиной. Выделяют два способа: с помощью произвольных связей и упорядоченных связей (магистральный способ). Последний позволяет минимизировать количество связей между блоками, повысить регулярность операционного устройства и УУ, обеспечить стандартизацию интерфейсов, сократить число выводов БИС. Принцип регулярности предполагает повторяемость элементов структуры и связей между ними.
3. Принцип микропрограммного управления состоит в возможности осуществления микрокоманд (сдвигов, пересылок информации, логических операций). Микропрограммное управление за счет возможности смены микропрограмм повышает гибкость устройства, за счет распределенности памяти обеспечивает параллельное решение задач, за счет применения освоенных БИС повышает надежность системы, за счет регулярности структуры упрощает контроль функционирования устройства.
Обобщенная структура микропроцессорной системы
В состав МПС входят: центральный процессор (ЦП); память,
Обобщенная структура микропроцессорной системы
В состав МПС входят: центральный процессор (ЦП); память,
Модуль ЦП осуществляет обработку данных и управляет модулями системы. Основные узлы
Модуль ЦП осуществляет обработку данных и управляет модулями системы. Основные узлы
Модуль ЦП
Архитектурные особенности и функциональные возможности 16-разрядных микропроцессоров.
К 16-разрядным МП первого поколения
Архитектурные особенности и функциональные возможности 16-разрядных микропроцессоров.
К 16-разрядным МП первого поколения
Пространство адресов ввода/вывода составляет 64 Кбайт. В БИС i8086 реализована многоуровневая векторная система прерываний с количеством векторов до 256. Предусмотрена также организация прямого доступа к памяти, по которому МП прекращает работу и переводит шины адреса, данных и управления в высокоимпедансное состояние.
+
Среднее время выполнения команды занимает 12 тактов. Особенностью МП i8086 является возможность частичной реконфигурации аппаратной части для обеспечения работы в двух режимах - минимальном и максимальном. Режимы работы задаются аппаратно. В минимальном режиме, используемом для построения однопроцессорных систем, МП самостоятельно формирует все сигналы управления внутренним системным интерфейсом. В максимальном режиме, используемом для построения мультипроцессорных систем, МП формирует на линиях состояния двоичный код, который зависит от типа цикла шины. В соответствии с этим кодом системный контроллер К1810ВГ88 формирует сигналы управления шиной. Контакты, которые освободились в результате кодирования информации, используются для управления мультипроцессорным режимом. При использовании арифметического сопроцессора необходимо выбирать максимальный режим.
В МП i8086 применена конвейерная архитектура, которая позволяет совмещать во времени
В МП i8086 применена конвейерная архитектура, которая позволяет совмещать во времени
операционное устройство выполняет команду, а шинный интерфейс осуществляет взаимодействие с внешней шиной - выставляет адреса, считывает коды команд и операнды, записывает результаты вычислений в память или устройства ввода/вывода.
Операционное устройство состоит из РОН, предназначенных для хранения промежуточных результатов вычислений - данных и адресов; АЛУ с буферными регистрами; регистра флагов; схемы управления и синхронизации, которая дешифрует коды команд и генерирует управляющие сигналы для всех блоков схемы МП. Шинный интерфейс состоит из шестибайтной регистровой памяти, которая называется очередью команд, четырех сегментных регистров: СS, DS, ЕS, SS, указателя команд IP, сумматора, а также вспомогательных регистров связи и буферных схем шин адреса/данных. Очередь команд работает по принципу FIFO (First Input - First Output, т.е. "первый пришел - первый вышел") и сохраняет на выходе порядок поступления команд. Длина очереди - 6 байт. Если операционное устройство занято выполнением команды, шинный интерфейс самостоятельно инициирует опережающую выборку кодов команд из памяти в очередь команд. Выборка из памяти очередного командного слова осуществляется тогда, когда в очереди обнаруживаются два свободных байта. Очередь увеличивает быстродействие процессора в случае последовательного выполнения команд. При выборке команд переходов, запросов и возвращений из подпрограмм, обработки запросов прерываний очередь команд сбрасывается, и выборка начинается с нового места программной памяти.
Еще одной задачей шинного интерфейса является формирование физического 20-разрядного адреса из двух 16-разрядных слов. Первым словом является содержимое одного из сегментных регистров СS, SS, DS, ЕS, а второе слово зависит от типа адресации операнда или кода команды. Суммирование 16-разрядных слов происходит со смещением на 4 разряда и осуществляется с помощью сумматора, который входит в состав шинного интерфейса.
Особенности системы команд языка Ассемблер для разных типов микропроцессоров.
Команда определяет операцию,
Особенности системы команд языка Ассемблер для разных типов микропроцессоров.
Команда определяет операцию,
Формат команды - состав, назначение и расположение полей кода команды; содержит операционную (код операции) и адресную части (информация об адресах операндов, результате операции и следующей команде). Длина формата команды определяет скорость ее выполнения и зависит от способа адресации операндов. Существуют следующие способы адресации.
Прямая – адрес операнда указан непосредственно в команде.
Косвенная – указывается регистр, в котором хранится адрес ячейки памяти, содержащей операнд.
Непосредственная – операнд содержится во втором и третьем байтах команды.
Регистровая (неявная) - команда указывает на регистр или пару регистров, в которых записаны данные.
Стековая - адрес определяется указателем стека. Кроме перечисленных, существуют способы адресации: автоинкрементная (автодекрементная), страничная, индексная, относительная.
Организация устройств ввода/вывода информации в микропроцессорных системах.
Одной из важнейших задач проектирования
Организация устройств ввода/вывода информации в микропроцессорных системах.
Одной из важнейших задач проектирования
Четырёхканальный аналого-цифровой преобразователь
Вводом-выводоминформации называют процесс передачи данных между микропроцессором и основной памятью (ОЗУ,
Вводом-выводоминформации называют процесс передачи данных между микропроцессором и основной памятью (ОЗУ,
Программный ввод-вывод инициируется программой работы микропроцессора, т.е. в определенных местах программы
Программный ввод-вывод инициируется программой работы микропроцессора, т.е. в определенных местах программы
Ввод-вывод по прерываниям производится по инициативе внешних устройств и вводится при
Ввод-вывод по прерываниям производится по инициативе внешних устройств и вводится при
Компаратор
Ввод-вывод с прямым доступом к памяти (ПДП)используется в случаях, когда необходимо
Ввод-вывод с прямым доступом к памяти (ПДП)используется в случаях, когда необходимо
Управляющие сигналы типового микропроцессора.
Кроме информационных линий адреса и данных, микропроцессор снабжен
Управляющие сигналы типового микропроцессора.
Кроме информационных линий адреса и данных, микропроцессор снабжен
RDM(readmemory, чтение памяти) - сигнал инициализации чтения из модулей запоминающих устройств (выходной сигнал);
WRM(writememory, запись в память) - сигнал инициализации записи в модули запоминающих устройств (выходной сигнал);
RDIO(readinput/output, чтение порта) - сигнал инициализации чтения из порта ввода (выходной сигнал);
WRIO(writeinput/output, запись в порт) - сигнал инициализации записи в порт вывода (выходной сигнал).
Сигналы управления прерыванием обычно представлены двумя сигналами:
INT(interrupt, прерывание) – входной сигнал
Сигналы управления прерыванием обычно представлены двумя сигналами:
INT(interrupt, прерывание) – входной сигнал
INTA(interruptacknowledge, подтверждение прерывания) – выходной сигнал от микропроцессора, подтверждающий прерывание и сообщающий периферийному модулю (контроллеру прерывания) о готовности микропроцессора приступить к обслуживанию прерывания. По этому сигналу внешнее устройство (контроллер прерывания) должен выставить на шину данных код команды прерывания, в которой закодирован номер устройства, запрашивающего прерывание.
Сигналы управления режимом прямого доступа к памятиформируют группу из двух сигналов:
HOLD(hold,
Сигналы управления режимом прямого доступа к памятиформируют группу из двух сигналов:
HOLD(hold,
HLDA(holdacknowledge, подтверждение захвата) – выходной сигнал от микропроцессора, подтверждающий, что микропроцессор перевел свои буферные регистры в высокоимпедансное состояние и освободил шины.
Сигналы управления ожиданием служат для синхронизации микропроцессора с медленными устройствами ввода-вывода.
Сигналы управления ожиданием служат для синхронизации микропроцессора с медленными устройствами ввода-вывода.
RDY(ready, готовность) – входной сигнал от внешнего устройства, являющийся признаком того, что оно готово к обмену данными. Если этот сигнал имеет пассивный уровень, то микропроцессор переходит в такты ожидания готовности внешнего утройства. В течение этого времени микропроцессор не выполняет никаких действий, а только анализирует сигнал готовности;
WAIT(wait, ожидание) – выходной сигнал, являющийся признаком того, что микропроцессор находится в тактах ожидания сигнала готовности.
Дополнительные сигналыобеспечивают синхронизацию работы микропроцессора с системным контроллером, шинными формирователями, схемой
Дополнительные сигналыобеспечивают синхронизацию работы микропроцессора с системным контроллером, шинными формирователями, схемой
SYNC(synchronization, синхронизация) – выходной сигнал, вырабатываемый микропроцессором в начале каждого машинного цикла. Он служит для записи в системный контроллер служебной информации, из которой системный контроллер формирует дополнительные сигналы управления (например,RDM, WRM,RDIOиWRIO);
ALE(addresslatchenable, фиксация адреса) – выходной сигнал микропроцессора, имеющего мультиплексированную шину данных/адреса. Мультиплесированная шина позволяет уменьшить количество выводов микросхемы микропроцессора, поскольку разряды шины данных и адреса реализуются в таких микропроцессорах на одних и тех же выводах. В начале машинного цикла всегда должен быть выставлен адрес внешнего устройства или ячейки памяти, а лишь затем произведен обмен информацией. Поэтому шину данных и адреса можно объединить в одну мультиплексированную шину. Но адрес должен удерживаться на время всего машинного цикла. Для этого сигналомALE, который выставляется активным вместе с выставлением адреса на мультиплексированной шине, адрес записывается во внешний регистр (шинный формирователь) и там защелкивается до следующего машинного цикла. Затем мультиплексированная шина переключается в режим шины данных;
RST(reset, сброс) – входной сигнал сброса, обнуляющий регистр микропроцессора, содержащий адреса подлежащих выполнению команд и называемыйсчетчиком команд. В результате программа начинает выполняться с нулевого адреса, т.е. с начала;
CLK(clock, тактирование) – вход (входы) сигналов тактового генератора. Эти сигналы синхронизируют работу микропроцессора. По этим сигналам часто оценивают производительность микропроцессора.
Отличия микроконтроллера от микропроцессора
Источник: YouTube-канал Радиолюбитель TV
Отличия микроконтроллера от микропроцессора
Источник: YouTube-канал Радиолюбитель TV