Микропроцессорные системы управления. Структура. Типы мк.
Через УВВ производится ввод информации, поступающей от внешних источников: датчиков, пультов управления, других цифровых систем и т. п. Результаты, полученные после обработки информации, выводятся из системы через УВВ для дальнейшего использования и подаются во внешние исполнительные устройства, на индикаторы иди цифропечатающее устройство, и т.п.
Операции по обработке поступившей информации выполняются в ОУ. Если ОУ выполняет только арифметические операции, то оно называется арифметическим устройством (АУ). Во многих системах ОУ выполняет как логические, так и арифметические операции и называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), В ЗУ хранится вся информация, необходимая в процессе работы системы: обрабатываемые данные, программа их обработки необходимые константы и стандартные подпрограммы, промежуточные и конечные результаты. УУ определяет порядок выполнения, устройствами системы отдельных операций, обеспечивая реализацию заданной программы обработки. УУ вместе с ОУ образуют основную обрабатывающую часть цифровой системы, называемую процессором.
Основные типы мк:
Встраиваемые (embedded) 8-разрядные МК;
16- и 32-разрядные МК;
Структура типового микропроцессора.
Микропроцессор (МП) - это программно-управляемое устройство, которое предназначено для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки и выполнено в виде одной или нескольких больших интегральных схем (БИС).
Структура микропроцессора — это сведения только о составе его компонентов, соединениях между ними, обеспечивающих их взаимодействие. Таким образом, архитектура является более общим понятием, включающим в себя кроме структуры еще и представление о функциональном взаимодействии компонентов этой структуры между собой и с внешней средой.
Основой любого МП является арифметико-логическое устройство АЛУ, выполняющее обработку информации — арифметические и логические действия над исходными данными и соответствии с командами. Сами данные (исходные, промежуточные и конечный результат) находятся в регистрах данных РД, а команды — в регистре команд РК. Управление всеми процессами по вводу и выводу информации, взаимодействию между АЛУ, РД и РК осуществляет многофункциональное устройство управления УУ. Данные, команды и управляющие сигналы передаются по внутренней шине ВШ.
Классификация микропроцессорных систем. Архитектура микропроцессора.
Классификация микропроцессорных систем:
1) по назначению: а) универсальные 6) специализированные
2) по количеству БИС: а) многокристальные МКП комплекты 6) однокристальные МКП комплекты
3) по способу управления: а) со схемным б) микропрограммных управл.
4) по типу архитектуры: а) принцип программного управления б) принцип программы в) принцип произвольного доступа к памяти
5) по системе команд: а) CISC процессоры (многобайтовые команды, малое количество регистров и они все специального назначения, за один цикл процессор выполняет 1 или часть команды) б) RICS процессоры (сокращенный набор команд, большинство команд выполняются за 1 такт процессора, большое количество регистров общего назначения, наличие конвеерных блоков)
Архитектура микропроцессора — это совокупность сведений о составе его компонентов, организации обработки в нем информации и обмена информацией с внешними устройствами ЭВМ, а также о функциональных возможностях микропроцессора, выполняющего команды программы.
МП (рисунок 1) содержит все 5 основных блоков цифровой машины: устройство ввода информации, управляющее устройство (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ) (входящие в состав микропроцессора), запоминающие устройства (ЗУ) и устройство вывода информации.
Рис. 1. Архитектура типового микропроцессора.
Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления (ШУ). Помимо ШУ имеется 16-разрядная адресная шина (ША), которая служит для выбора определенной ячейки памяти, порта ввода или порта вывода. По 8-разрядной информационной шине или шине данных (ШД) осуществляется двунаправленная пересылка данных к микропроцессору и от микропроцессора. Важно отметить, что МП может посылать информацию в память микроЭВМ или к одному из портов вывода, а также получать информацию из памяти или от одного из портов ввода.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) в микроЭВМ содержит некоторую программу (на практике программу инициализации ЭВМ). Программы могут быть загружены в запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) и из внешнего запоминающего устройства (ВЗУ). Это программы пользователя.