Структура с общими шинами.

Упрощения структуры процессора и шин можно добиться за счет объединения всех адресных пространств в одно адресное пространство. При этом обращение к памяти команд, памяти данных и устройствам ввода/вывода осуществляется при помощи одних и тех же команд, сигналы записи и чтения для них также одни и те же.

Такая структура называется структурой с общими шинами. Недостатки такой структуры - в целом адресное пространство системы уменьшается, усложняются задачи аппаратного и программного характера по разделению пространства между устройствами. На рис. 5 приведена структура МПС с общими шинами, а на рис. 6 ее адресное пространство. Для данной структуры также существует вариант с мультиплексированием шин адреса и данных.

Рис 5. Структура МПС с общей шиной

Рис. 6. Адресные пространства структуры с общими шинами

Таким образом, в системах с общей шиной память и порты ввода-вывода используют общее адресное пространство, и обращение к ним выполняется по единому правилу. При такой организации системы шин команды ввода-вывода не используются, а в некоторых МП вовсе отсутствуют. Это позволяет повысить гибкость и эффективность МПС, так как весь набор команд обращения к памяти может использоваться для передачи и обработки содержимого регистров периферийных устройств. Кроме того, другим важным достоинством является простота структуры шин и минимизация числа связей для обмена информацией между устройствами МПС. В качестве недостатка системы с ОШ можно отметить сокращение области памяти программ и усложнение дешифрирующих схем.

В реальных системах обычно встречаются комбинированные структуры, в которых часть устройств находится в общем адресном пространстве (общие шины), а часть устройств - в отдельных адресных пространствах (раздельные шины, изолированные шины).

Рис. 7. Адресные пространства микроконтроллера MCS-51

Так, на рис. 7 представлена структура памяти одного из самых распространенных микроконтроллеров MCS-51, который имеет отдельное адресное пространство для памяти команд и общее адресное пространство для внешней памяти данных и внешних устройств ввода/вывода Распределение адресного пространства между УВВ и ОЗУ микроконтроллера MCS-51 зависит от требований к МПС, от числа устройств и т.д.

Другие микроконтроллеры могут иметь более сложное распределение адресного пространства.

В заключение отметим, что в состав МПС могут входить самые разнообразные внешние устройства (ВУ), например, терминалы, индикаторы на светоизлучающих диодах, видеотерминалы, накопители на гибких магнитных дисках, аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи, цифровые ВУ, ленточные считыватели и перфораторы, накопители на магнитной ленте, принтеры и графопостроители. Однако необходимо иметь в виду, что к числу периферийных устройств относятся также и более простые цифровые устройства: триггеры, регистры и т.п.