Микропроцессоры Микроконтроллеры, микропроцессоры и сигнальные процессоры. Термины и определения.
В
ся
схемотехника разделяется на две большие
области: аналоговую и цифровую Аналоговая
характеризуется максимальным
быстродействием, малым потреблением
энергии и малой стабильностью параметров.
Цифровая обладает прекрасной повторяемостью
параметров.
По мере развития цифровых микросхем их быстродействие возросло, но для решения задачи приходится использовать много микросхем с различными функциями, что увеличивает стоимость и габариты устройства. Такое устройство обладает жесткой функциональностью (логикой) и для каждой новой задачи его надо проектировать и изготавливать заново. Это процесс длительный, дорогостоящий, требующий высокой квалификации исполнителей. А если решаемая задача вдруг изменяется, то вся аппаратура должна быть полностью заменена.
Использование специальных БИС в схемах с жесткой логикой позволяет уменьшить габариты устройства, но стоимость его снижается только при крупносерийном производстве. Для среднего и малого объёмов производства такое решение неприемлемо.
Ещё одним решением уменьшения габаритов и стоимости устройства является применение программируемых логических схем (ПЛИС). Это направление активно развивается в настоящее время, но оно не входит в рамки рассмотрения данного курса.
Третий способ решения поставленной задачи заключается в том, что можно заставить одно устройство последовательно решать различные задачи, изменяя свои функции и даже структуру во времени. Это микропроцессоры. В одном процессоре можно реализовать несколько устройств одновременно.
Микропроцессор (МП) - это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов.
М
икропроцессор
отличается от других микросхем, тем,
что выполняемая им функция в текущий
момент времени зависит от поступившей
команды программы. Программа
представляет собой последовательный
перечень инструкций, выполняя которые
микропроцессор осуществляет поставленную
задачу, например, обработку цифровой
информации, которая определяется общим
термином - данные.
И данные, и команды программы хранятся и передаются в микропроцессор из другого устройства, которое называется память. (Рис.1). ПАМЯТЬ - функциональная часть микропроцессорной системы, предназначенная для записи, хранения и выдачи цифровой информации.
Данные могут также поступать в микропроцессорную систему с различных датчиков или клавиатур, манипуляторов, и передаваться на управляемые или информационные устройства. Все вышеназванные устройства называются общим термином внешние или периферийные устройства (ВУ, ПУ). Для подключения внешних устройств к МП-системе используются устройства ввода-вывода информации (УВВ), через которые микропроцессор обменивается данными с внешними устройствами. УСТРОЙСТВА ВВОДА/ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ (УВВ) - совокупность контроллеров внешних устройств для ввода информации в микропроцессорную систему и вывода ее пользователю или в качестве управляющих сигналов.
И
память и устройства ввода-вывода
представляют собой также специальные
цифровые микросхемы. Обычно микропроцессор
занимается обменом с внешними устройствами,
но возможен способ прямого обмена памяти
и УВВ посредством дополнительного
контроллера прямого доступа к памяти
(ПДП).
Рис. 1 Структура микропроцессорной системы
Цифровые электронные устройства, которые на первых порах решали, в основном, задачи автоматизации вычислений получили названия электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Микропроцессоры разрабатывались как основная составляющая часть таких устройств и ЭВМ на основе микропроцессора стали называть микро-ЭВМ – или компьютер. Если основная задача компьютера – управление, то его называют контроллером.
Компьютеры по назначению подразделяются на:
ПЕРСОНАЛЬНЫЕ (PC) - многофункциональные компьютеры универсального применения, как правило имеющие графический дисплей, клавиатуру и устройства ввода программ и данных с магнитных или оптических дисков;
УПРАВЛЯЮЩИЕ - мощные компьютеры (контроллеры), оснащенные устройствами сопряжения с объектом управления, специализированными пультами и индикаторными панелями, предназначенные для построения систем управления сложными объектами или процессами: поточными линиями, транспортными потоками, гаражным оборудованием, измерительно-диагностическими комплексами для транспортных средств и т.д.;
ВСТРОЕННЫЕ УПРАВЛЯЮЩИЕ - компактные одноплатные или даже однокристальные (микроконтроллеры) микропроцессорные устройства, которые, как правило, не имеют клавиатуры и дисплея, но могут иметь специальный пульт управления с индикацией, предназначенные для решения локальных задач управления объектами или согласования объектов с управляющими или персональными компьютерами;
БОРТОВЫЕ - разновидность компьютеров и контроллеров, которые встраиваются в подвижные объекты, запитываясь от их электросети, и служат для сбора и обработки информации о системах и узлах этих объектов и управления ими - контроллеры управления двигателем и ходовой частью, информационно-диагностические системы, управление электропотребителями, охранные системы, маршрутные компьютеры и навигационные системы.
Микропроцессоры разделяются по следующим признакам:
по быстродействию, которое определяется такими показателями, как тактовая частота, разрядность, число ядер и длина команд.
Разрядность микропроцессора - это число бит информации, которое микропроцессор способен обработать за один шаг. В настоящее время появились многоядерные микропроцессоры (несколько процессоров на одном кристалле), у которых под разрядностью подразумевается разрядность одного ядра.
8 и 16 разрядные - применяются в качестве однозадачных локальных контроллеров;
32 и 64 – разрядные – в инженерных универсальных компьютерах и управляющих в реальном времени многофункциональных контроллерах.
В 80-х годах делались попытки создавать секционные микропроцессоры, состоящие из нескольких микросхем – 2-х или 4-х разрядных секций. Соединяя секции различным образом можно было наращивать быстродействие, разрядность и менять систему команд микропроцессора с помощью микрокомандного уровня программирования. Но сложность, высокая стоимость устройств на таких процессорах, а также нестандартная система команд приближали их к параметрам устройств на жесткой логике, поэтому, на сегодняшний день в основном, используются однокристальные микропроцессоры и микроконтроллеры.
по технологии
p-MOS (p-МОП только для настольной аппаратуры - малая стоимость, низкое энергопотребление, узкий диапазон рабочих температур, низкое быстродействие, слабая помехоустойчивость, критичность к напряжению питания)
n-MOS (n-МОП применяются в автомобильных контроллерах - имеют достаточные параметры для применения в аппаратуре, работающей после пуска двигателя)
C
MOS
(КМОП широко применяются в автомобильной
электронике - относительно высокая
стоимость, низкое энергопотребление,
широкий диапазон температур, высокая
помехозащищенность, некритичность к
напряжению питания, достаточное
быстродействие)
По назначению в настоящее время определилось три направления развития микропроцессоров:
универсальные микропроцессоры
микроконтроллеры
сигнальные микропроцессоры
У
ниверсальные
микропроцессоры используются для
построения универсальных компьютеров,
например персональных которые, как
правило, имеют графический дисплей,
клавиатуру и устройства ввода программ
и данных с магнитных или оптических
дисков. В них используются самые передовые
решения по повышению быстродействия,
не обращая особого внимания на габариты,
стоимость и потребляемую энергию. В
автотранспортной отрасли такие компьютеры
используются для управления гаражным
оборудованием, транспортными потоками,
измерительно-диагностическими комплексами
и т.д. Они обладают большими габаритами
и стоимостью. Компьютеры, выполняющие,
в основном, функции управления, называются
контроллерами.
Т
ермин
контроллер образовался от английского
слова to control – управлять. Для управления
малогабаритными и относительно недорогими
устройствами в составе бортовых устройств
автомобилей и тракторов используются
однокристальные микроЭВМ, которые в
настоящее время называются
микроконтроллерами. В микроконтроллерах
максимальное внимание уделяется снижению
габаритов, с
тоимости
и потребляемой энергии. Они могут
встраиваться в подвижные объекты,
питаясь от их электросети, и служат для
сбора и обработки информации о системах
и узлах этих объектов и управления ими,
управляют двигателем, ходовой частью
и электропотребителями. На них реализуются
охранные системы, маршрутные компьютеры,
информационные, диагностические и
навигационные системы. В качестве
примера на рисунке 2 приведены узлы
автомобиля, в которых применяются
микроконтроллеры.
Рис. 2. Узлы автомобиля, в которых применяются микроконтроллеры.
Еще один класс микропроцессоров решает задачи, которые традиционно решала аналоговая схемотехника. Это сигнальные процессоры. От них требуются максимальное быстродействие, малые габариты, легкая стыковка с аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями, большая разрядность обрабатываемых данных и небольшой набор математических операций, обязательно включающий операцию умножения-накопления и аппаратную организацию циклов. С архитектурной точки зрения такие микропроцессоры представляют собой аналоговые функциональные преобразователи сигналов и называются аналоговыми микропроцессорами. Они выполняют функции любой аналоговой схемы (например, производят генерацию колебаний, модуляцию, смещение, фильтрацию, кодирование и декодирование сигналов в реальном масштабе времени и т.д., заменяя сложные схемы, состоящие из операционных усилителей, катушек индуктивности, конденсаторов и т.д.). При этом применение аналогового микропроцессора значительно повышает точность обработки аналоговых сигналов и их воспроизводимость, а также расширяет функциональные возможности за счет программной "настройки" цифровой части микропроцессора на различные алгоритмы обработки сигналов.
Обычно в составе однокристальных аналоговых МП имеется несколько каналов аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования. В аналоговом микропроцессоре разрядность обрабатываемых данных достигает 24 бит и более, большое значение уделяется увеличению скорости выполнения арифметических операций. Этот тип процессоров пока не находят широкого применения в автотракторной отрасли.
Задача массового производства бортовых микроконтроллеров, требующих специфического преобразования данных и сигналов управления привела к появлению специализированных микроконтроллеров. Специализированные микроконтроллеры программируются так же, как и универсальные, но содержат в себе устройства для подключения соответствующих датчиков и формируют специальные управляющие сигналы. Так, например, в серии специализированных микропроцессоров для автомобилей К1823 содержатся микросхемы, которые производят преобразование и пересчет сигналов от датчиков оборотов коленчатого вала, температуры и давления в камере карбюратора, а также после выбора необходимого угла опережения зажигания выдает импульсы заданной длительности на коммутатор и сигналы управления экономайзером принудительного холостого хода.
По характеру временной организации работы микропроцессоры делят на синхронные и асинхронные.
Синхронные микропроцессоры - микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов).
Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции. Для более эффективного использования каждого устройства микропроцессорной системы, в состав асинхронно работающих устройств вводят электронные цепи, обеспечивающие автономное функционирование устройств. Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции. При этом роль естественного распределителя работ принимает на себя память, которая в соответствии с заранее установленным приоритетом выполняет запросы остальных устройств по обеспечению их командной информацией и данными.
По количеству выполняемых программ различают одно- и многопрограммные микропроцессоры.
В однопрограммных микропроцессорах выполняется только одна программа. Переход к выполнению другой программы происходит после завершения текущей программы.
В много- или мультипрограммных микропроцессорах одновременно выполняется несколько (обычно несколько десятков) программ. Организация мультипрограммной работы микропроцессорных управляющих систем позволяет осуществить контроль за состоянием и управлением большим числом источников или приемников информации.
Этапы развития микропроцессорной техники
ЭВМ получили широкое распространение, начиная с 50-х годов. Прежде это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в государственных учреждениях и крупных фирмах. Размеры и форма цифровых ЭВМ неузнаваемо изменились в результате разработки новых устройств, называемых микропроцессорами.
В
1970 году Маршиан Эдвард Хофф из фирмы
Intel сконструировал интегральную схему,
аналогичную по своим функциям центральному
процессору большой ЭВМ - первый
м
икропроцессор
Intel-4004, который уже в 1971 году был выпущен
в продажу.
Микропроцессор i4004 размером менее 3 см был производительнее гигантской машины ENIAC. Правда работал он гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации (процессоры больших ЭВМ обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но и стоил первый МП в десятки тысяч раз дешевле. Электрическая схема прибора насчитывала 2300 транзисторов. МП работал на тактовой частоте 750 кГц. В систему его команд входило всего 46 инструкций.
1 апреля 1972 г. фирма Intel начала поставки первого в отрасли 8-разрядного прибора i8008. Кристалл изготавливался по р-МОП технологии и содержал 3500 транзисторов. Процессор работал на частоте 500 кГц, а система команд насчитывала 65 инструкций. МП мог адресовать память объемом 16 Кбайт. Его производительность по сравнению с четырехразрядными МП возрасла в 2,3 раза.
В
скоре
эту 18-выводную микросхему сменил 40
–выводной микропроцессор i8080
в котором было 6 тыс. транзисторов.
Тактовая частота процессора была
доведена до 2 МГц, а объем памяти,
адресуемой процессором, был увеличен
до 64 Кбайт, а затем его улучшенный вариант
i8085. В нашей стране также
выпускались аналоги этих микропроцессоров
К580ВМ80 n-МОП и КР1821ВМ85
кМОП. Разработка микропроцессорной
техники ускорило развитие автоматизированных
систем управления, сбора и обработки
информации, и в частности, бортовых
систем такого рода на авиационном и
наземном транспорте. Поэтому, когда
появилась возможность размещения на
одном кристалле кроме процессора еще
и памяти вместе с устройствами
преобразования информации появились
однокристальные микроконтроллеры.
Фирмой Intel было освоено производство
микроконтроллеров i8048,
i8748, i8035,
i8049, i8022 и
i8051. Среди отечественных
микросхем в конце 80-х годов также
появились как аналоги зарубежных
микросхем, так и оригинальные разработки
в сериях К1813, К1816, К1820.
Большинство локальных микроконтроллеров имеет недорогие восьмиразрядные процессорные блоки, но в последнее время все большее применение находят шестнадцатиразрядные микроконтроллеры. Лидерами в производстве 16-разрядных микроконтроллеров являются японские компании Hitachi, Fujtsu, Mitsubishi, NEC, Toshiba, однако российские потребители более широко используют продукцию американских и европейских компаний Motorola, Intel, Texas Instruments, Infineon, STMicroelectronics, Philips. Своими разработками, часто используемыми в автотранспортной отрасли известна фирма Motorola, выпустившая в 2002 году новое семейство 16-разрядных микроконтроллеров 68HCS12, которые отличаются высокой производительностью и широкими функциональными возможностями.
Структура и архитектура микропроцессора. Термины и определения.
Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.
На рис. 3 приведена типовая архитектура микропроцессора.
Рис.3. Упрощенная типовая структура микропроцессора
В составе микропроцессора основным является арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое представляет собой программируемый сумматор. Обычно разрядность АЛУ определяет разрядность микропроцессора. Данные для обработки предварительно записывают в регистры общего назначения (РОН). Текущая команда, операнды, результаты обработки, признаки состояния программы и другие специальные данные заносятся в регистры специального назначения, каждый из которых выполняет только одну определенную функцию.
Блок управления и синхронизации осуществляет тактирование и синхронную работу всех блоков микропроцессора и микропроцессорной системы, вырабатывая сигналы управления памятью и УВВ.
Программный счетчик формирует двоичный код адреса ячейки памяти, из которой читается текущая команда программы. Этот код сохраняется в регистре адреса, пока счетчик инкрементируется для формирования следующего адреса. При выполнении команд в регистр адреса записываются адреса ячеек памяти или УВВ, с которыми микропроцессор обменивается данными.
Макроархитектура - это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.
Поскольку микропроцессор – всего лишь часть микропроцессорной системы или компьютера, необходимо подробнее рассмотреть их свойства. Физические устройства из которых состоит компьютер (рис. 1) называются АППАРАТНЫМИ СРЕДСТВАМИ.
Для практического использования аппаратных средств, в память компьютера должна быть занесена программа, предписывающая микропроцессору последовательность необходимых действий. Совокупность всех программ, написанных для данного компьютера, называется ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ или ПРОГРАММНЫМИ СРЕДСТВАМИ.
ПРОГРАММА представляет собой список команд микропроцессора.
КОМАНДА - указание, определяющее один шаг в общем процессе выполнения программы. Команды воспринимаются микропроцессором как набор электрических сигналов, определяющих двоичный код, например 10000101. Для удобства написания программ каждому такому набору соответствует МНЕМОКОД - сокращенная аббревиатура английских слов, выражающих действие команды, например:
ADD - сложить два числа;
MOVE - передать данные;
INPUT - ввести данные;
OUTPUT - вывести данные;
JUMP - перейти в другую область программы.
Совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен данными между внешними и внутренними устройствами компьютера называется ИНТЕРФЕЙС.
Для написания программы необходимо знать архитектуру компьютера. АРХИТЕКТУРА микропроцессорной системы - общая логическая организация, определяющая процесс обработки данных, включая методы их кодирования, состав, назначение и принципы взаимодействия аппаратных и программных средств компьютера.
Упрощенная архитектура типичной системы на основе микропроцессора показана на рис. 4. Архитектура показывает способы соединения микропроцессора с памятью, которая в данном случае подразделяется на программную память и память данных, а также устройства ввода и вывода информации.
ШИНЫ или МАГИСТРАЛИ представляют собой соединительные проводники, посредством которых происходит процесс обмена цифровой информацией микропроцессора с памятью и внешними устройствами.
Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления, состоящий из отдельных линий управления. 16-разрядная адресная шина SA служит для выбора определенной ячейки памяти, порта ввода или порта вывода. По 8-разрядной шине данных SD осуществляется двунаправленная пересылка данных к микропроцессору и от микропроцессора. Важно отметить, что МП может посылать информацию в память или к одному из портов вывода, а также получать информацию из памяти или от одного из портов ввода.
D
I0…DI7
DO0…DO7
Рис. 4 Структурная схема простейшей микропроцессорной системы.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) содержит программу. Также программы могут быть загружены в ОЗУ из внешнего запоминающего устройства.
Для того, чтобы микропроцессор выполнял какую-либо задачу необходимо написать программу, разместить ее в памяти и инициализировать процессор на выполнение программы.
Простейшая программа, воспринимающая код символа с клавиатуры (например нажата клавиша с символом А) с последующей прорисовкой символа на дисплее выглядит так:
Принять код символа с клавиатуры через порт ввода;
Разместить код символа в памяти;
Вывести код символа через порт вывода на дисплей.
Если записать программу в мнемокодах, то она будет выглядеть следующим образом:
INPUT (ввести)
MOVE (переместить)
OUTPUT (вывести)
Вышеперечисленный список команд содержит сведения только о производимых действиях и не содержит указаний с чем, или каким образом производить данные действия. Поэтому команда обычно состоит из двух частей – ОПЕРАЦИИ (указания какие действия производить) и ОПЕРАНДА (с чем производить действия или посредством чего). Операндов может быть несколько. Простейшие команды могут не иметь операнда. Таким образом, конкретизированная программа будет выглядеть так:
INPUT #1 (ввести через порт с адресом 1)
MOVE #200 (переместить в ячейку памяти с адресом 200)
OUTPUT #2 (вывести через порт с адресом 2)
Более подробная схема на рис.5 позволяет осмыслить выполнение данной программы в микро-ЭВМ — ввод—размещение—вывод. Прежде всего, внимательно рассмотрим содержимое программной памяти. Заметим, что команды предварительно были загружены в шесть ячеек памяти. Т.е. каждая команда занимает по 2 ячейки. Первая ячейка содержит операцию, а вторая – операнд. Что касается первой команды на этом рисунке, операция ВВЕСТИ содержится в ячейке памяти 100, а в ячейке памяти 101—операнд (порт 1), который нам указывает, откуда поступит информация.
В составе микропроцессора выделены два регистра специального назначения – АККУМУЛЯТОР и РЕГИСТР КОМАНД. Последовательность событий, происходящих в микропроцессорной системе в ходе выполнения приведенной программы, подробно показана на стрелками с номерами, отражающими последовательные этапы. На любом этапе МИКРОПРОЦЕССОР является центром всех преобразований данных и операций.
Этап 1: Микропроцессор выставляет адрес 100 на адресную шину. Линия управления признает (или активизирует) ввод считывания из ИС программной памяти (считывать данные означает копировать информацию из ячейки памяти). Этот этап обозначен как .
Рис. 5 . Схема функционирования микропроцессорной системы.
Этап 2: Программная память выставляет первую команду на шину данных (ВВЕСТИ данные), а МП принимает эту кодированную информацию. Это послание помещается в специальное пространство памяти МП, называемое регистром команд. Оно декодируется (интерпретируется), этой команде нужен операнд.
Этап 3: Микропроцессор выставляет на адресную шину адрес 101. Линией управления активизируется вход считывания из программной памяти.
Этап 4: Программная память помещает операнд (изъятый из порта 1) на шину данных. Этот операнд находился в ячейке памяти 101. Кодированное послание (адрес порта 1) взято на шине данных и помещено в регистр команд. Теперь МП декодирует полную команду (ВВЕСТИ данные, поступающие из порта 1).
Этап 5: Микропроцессор побуждает открыть порт 1 посредством адресной шины и линии управления устройством ввода. Кодированная форма А передается в аккумулятор, где и размещается.
Важно заметить, что МП все время действует в последовательности — извлечение — декодирование — выполнение. Он извлекает сначала из программной памяти команду, затем расшифровывает ее и, наконец, выполняет. Продолжим теперь рассмотрение программы.
Этап 6: Микропроцессор выставляет на адресную шину адрес ячейки памяти 102 и активизирует вход считывания из программной памяти посредством управляющих линий.
Этап 7: Код команды ПОМЕСТИТЬ данные считывается с шины данных, принимается МП и помещается в регистр команд.
Этап 8: Микропроцессор декодирует эту команду и определяет, что нужен операнд. Он выставляет на шину данных следующий адрес 103 и активизирует вход считывания из программной памяти.
Этап 9: Код операнда «В ячейку памяти 200» нз памяти (программы) помещен на шину данных, МП принимает операнд и помещает его в регистр команд. Команда ПОМЕСТИТЬ данные, расположенные в ячейке памяти 200, полностью извлечена и декодирована.
Этап 10: Теперь начинается процесс выполнения. Микропроцессор выставляет на адресную шину адрес 200 и активизирует вход, записи в память (запись означает, что данные введутся в память).
Этап 11: Микропроцессор выдает помещенную в аккумуляторе информацию на шину данных (кодированная форма А). Это А записано в ячейке памяти 200 и таким образом теперь выполнена вторая команда.
Этап 12: Теперь МП должен извлечь следующую команду. Он адресует ячейку памяти 104 и активизирует вход считывания из памяти.
Этап 13: Команда ВЫВЕСТИ данные помещена на шину данных, МП принимает ее и помещает в регистр команд. Микропроцессор декодирует послание и устанавливает, что нужен операнд.
Этап 14: Микропроцессор помещает адрес 105 на адресную шину и активизирует вход считывания из памяти.
Этап 15: Память помещает код операнда в порт 10 на шину данных. Этот код принимается МП, который помещает его в регистр команд.
Этап 16: Микропроцессор декодирует команду ВЫВЕСТИ данные в порт 10 полностью, активизирует порт 10 посредством адресной шины и управляющей линии устройства вывода. Он помещает код А (постоянно находящийся в аккумуляторе) на шину данных. Наконец А передается портом 10 на видеотерминал.
Большинство микро-ЭВМ передают информацию описанным сейчас и показанным способом. Самые большие различия сосредоточены в элементах ввода и вывода. Иногда может потребоваться больше этапов для осуществления этих операций.
Важно отметить, что МП является центром всех операций и полностью ими управляет. Он следует последовательности — извлечение—декодирование—выполнение. Выполняемые операции, напротив, диктуются командами, помещенными в памяти.
Двунаправленность магистралей достигается тем, что микропроцессорные ИС имеют состояние ВЫСОКОГО ИМПЕДАНСА или ТРЕТЬЕ СОСТОЯНИЕ (Z-состояние). Физическая реализация третьего состояния определяется закрытым состоянием транзисторов верхнего и нижнего плеч буферных каскадов, таким образом иммитируя как бы физическое отсоединение проводников шины от интегральной микросхемы. Переключение из третьего состояния называется активизацией (инициализацией) и осуществляется подачей сигнала низкого уровня на вход выбора кристалла CS.
U+ U+ U+
I вых
U вых = «0» I вых = 0
I вых
a b c
Рис. 4. Упрощенные схемы выходных сигналов цифровых и микропроцессорных ИМС с третьим состоянием:
a – состояние логической единицы;
b – состояние логического нуля;
c – состояние высокого импеданса.
ПАМЯТЬ
Цифровые запоминающие устройства предназначены для записи, хранения и выдачи информации, представленной в виде цифрового кода. Основными характеристиками запоминающих устройств являются: их информационная емкость, быстродействие и время хранения информации.
Классификацию цифровых запоминающих устройств можно выполнять по ряду признаков:
* функциональному назначению;
* способу хранения информации;
* технологическому исполнению;
• способу обращения к массиву элементов памяти.
Устаревшие типы устройств памяти:
