84 Классификация микропроцессоров по функциональному признаку и количеству входящих в устройство бис.
По количеству входящих в устройство БИС микропроцессоры подразделяются на однокристальные и многокристальные.
Однокристальные МП обычно выполняют фиксированный набор из 50…150 операций (команд), которые производятся над 4-,8-,16- или 32-разрядными операндами. Набор команд, выполняемых однокристальным МП, определяется схемой его устройства управления (УУ) и не может быть изменен. Различные типы МП реализуют разные наборы команд, ориентированные на наиболее эффективное решение задач в определенной области применения. К данному классу МП относятся отечественные МП серий К1801, КР580, К1821, К1810.
В многокристальных МП, реализуемых на нескольких БИС, операционное устройство часто строится из отдельных секций, выполняющих операции над несколькими разрядами. Каждая секция выпускается в виде БИС, параллельное включение которых позволяет обрабатывать операнды требуемой разрядности. Таким образом можно получить МП с любым необходимым числом разрядов. Такие МП с наращиваемой разрядностью называются секционированными. Выпускаемые в виде отдельных БИС секции обычно имеют четыре или восемь разрядов. Сменив содержимое ПЗУ, на котором реализовано УУ, можно изменить набор команд, выполняемых МП. Данный класс МП представлен отечественными микропроцессорными комплектами серий К585, К589, К1802, К1804.
85 Структура и состав микропроцессорных систем.
Большинство микропроцессорных систем имеет магистрально-модульную структуру (рис. 8.3), в которой отдельные устройства (модули), входящие в состав системы, обмениваются информацией по общей системной шине – магистрали.
Основным модулем системы является МП, который содержит устройство управления (УУ), операционное устройство (ОУ) и регистровое запоминающее устройство (РЗУ) – внутреннюю память, реализованную в виде набора регистров. УУ, входящее в состав МП, представляет собой последовательностное устройство, реализованное на логических элементах (аппаратная реализация) или на базе ПЗУ, ПЛМ (микропрограммная реализация). В качестве ОУ в МП обычно используется регистровое АЛУ со сдвигателем. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для хранения выполняемой программы (или ее фрагментов) и данных, подлежащих обработке. В простейших микропроцессорных системах объем ОЗУ составляет десятки и сотки байт, а современных персональных компьютерах, серверов и рабочих станций он достигает сотен Мбайт и более. Так как обращение к ОЗУ по системной шине требует значительных затрат времени, в большинство современных высокопроизводительных микропроцессоров дополнительно вводится промежуточная память (кэш-память) ограниченного объема (от нескольких до сотен Кбайт).
Рис. 8.3. Типовая структура микропроцессорной системы
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для хранения констант и стандартных (неизменяемых) программ. В ПЗУ обычно записываются программы начальной инициализации (загрузки) систем, тестовые и диагностические программы и другое служебное программное обеспечение, которое не меняется в процессе эксплуатации систем. В микропроцессорных системах, управляющих определенными объектами с использованием фиксированных или редко изменяемых программ, для их хранения также обычно используется ПЗУ (ROM – Read-Only Memory) или репрограммируемое ПЗУ (EEPROM – Electrically Erased Programmable Read-Only Memory или флэш-память).
Остальные устройства являются внешними и подключаются к системе с помощью интерфейсных устройств (ИУ), реализующих определенные протоколы параллельного или последовательного обмена. Такими внешними устройствами могут быть клавиатура, монитор, внешние запоминающие устройства (ВЗУ), использующие гибкие или жесткие магнитные диски, оптические диски (CD-ROM), магнитные ленты и другие виды носителей информации, датчики и преобразователи информации (аналого-цифровые и цифроаналоговые), разнообразные исполнительные устройства (индикаторы, принтеры, электродвигатели, реле и др.). Для реализации различных режимов работы к системе могут подключаться дополнительные устройства – контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, программируемый таймер и другие, реализующие необходимые специальные функции управления.