- •2 Модуль
- •3 Модуль
- •4 Модуль
- •1 Вузли обчислювальної техніки та мікропроцесорних систем.
- •2 Програмування мікропроцесорів фірми Intel.
- •1 Модуль
- •1 Обчислювальні та мікропроцесорні системи
- •1.1 Основні визначення
- •1.2 Принципи побудови та функціонування обчислювальних систем
- •1.2.1 Архітектура обчислювальних систем
- •1.2.2 Класифікація комп’ютерів
- •1.3 Принципи побудови та функціонування мпс
- •1.4 Функціонування обчислювального пристрою
- •2 Операції над даними в обчислювальних системах
- •2.1 Подання даних в обчислювальних системах
- •2.2 Подання даних у кодах
- •2.3 Порозрядні операції над даними
- •3 Цифрові автомати
- •3.1 Визначення цифрових автоматів
- •3.2 Синтез логічних схем
- •3.3 Розробка ца
- •4 Типові пристрої обчислювальних систем (Для самостійного вивчення)
- •4.1 Суматори
- •4.2 Цифрові компаратори
- •4.3 Арифметико-логічний пристрій
- •4.4 Програмовні логічні інтегральні схеми (пліс)
- •5 Принципи побудування запам’ятовувальних пристроїв мпс з заданою організацією
- •5.1 Запам’ятовувальні пристрої мпс та їх класифікація
- •5.2 Постійні запам’ятовувальні пристрої
- •5.3 Оперативні запам’ятовувальні пристрої
- •5.4 Умовне позначення мікросхем пам’яті
- •5.5 Побудування модуля запам’ятовувального пристрою мпс з заданою організацією
- •6 Інтерфейс
- •6.1 Організація інтерфейсів
- •6.2 Організація послідовних інтерфейсів введення-виведення
- •7 Мікропроцесори
- •7.1 Архітектура мікропроцесорів
- •7.2.1 Організація 8-розрядних мікропроцесорів (Для самостійного вивчення)
- •Інтерпретація даних у мп к580вм80а
- •Програмна модель мп к580вм80а
- •Формат команд мп к580вм80а
- •Способи адресації операндів мп к580вм80а
- •Мікропроцесорна система кр580
- •Стекова пам’ять
- •Функціонування мпс
- •Виконання команди пересилання з регістра с у регістр в
- •Робота мпс при виконанні команди in n введення даних з порту n в акумулятор мп а
- •Реакція мпс на виконання команди зупину
- •Робота мпс у режимі переривань
- •7.2.2 Організація 16-розрядних мікропроцесорів
- •7.2.3 Організація 32-розрядних мікропроцесорів (Для поглибленого вивчення)
- •Співпроцесори мп і80386
- •7.3 Продуктивність мікропроцесорів та її оцінювання
- •7.3.1 Технічна продуктивність мікропроцесора
- •7.3.2 Реальна продуктивність мікропроцесора
- •7.3.3 Архітектура сучасних мікропроцесорів
- •8 Використання мп фірми intel у
- •Процесори Athlon та Duron фірми amd
- •Список рекомендованої літератури до 1 модулю
- •2 Модуль
- •9 Програмування мікропроцесорів фірми intel
- •9.1 Сегментування пам’яті мікропроцесорами
- •9.2 Способи адресування операндів мп фірми Intel Регістрове адресування операндів
- •Безпосереднє адресування операндів
- •Пряме адресування
- •Непряме регістрове адресування
- •Пряме адресування з індексуванням
- •Адресування за базою з індексуванням
- •Непряме адресування з масштабуванням
- •9.3 Мова програмування Асемблер-86
- •9.3.1 Формат команди
- •9.3.2 Команди пересилань
- •9.3.3 Команди перетворення даних мови Асемблер-86
- •9.3.4 Команди умовних та безумовних переходів
- •9.3.5 Команди організації циклів
- •9.4 Створення програм на мові Асемблер-86
- •9.4.1 Лінійні програми
- •9.4.2 Розгалужені програми
- •9.4.3 Циклічні програми
- •10 Програмна реалізація вузлів телекомунікаційного обладнання на мові асемблер-86
- •10.1 Способи реалізації алгоритмів
- •10.2 Розробка апаратно-програмних комплексів
- •10.3 Приклади реалізації простих вузлів телекомунікацій
- •10.3.1 Ініціалізація послідовного асинхронного адаптера rs-232-c
- •10.3.2 Фрагмент програми передавання даних через асинхронний адаптер rs-232-c
- •10.3.3 Фрагмент програми приймання даних через асинхронний адаптер rs-232-c
- •10.3.4 Приклад програми ініціалізації rs-232-c та введення-виведення даних, написаної у програмному середовищі turbo assembler (tasm)
- •10.3.5 Програмна реалізація генератора імпульсних послідовностей
- •10.3.6 Програмне вимірювання періоду імпульсної послідовності det
- •10.3.7 Програмна реалізація мультиплексора
- •Список рекомендованої літератури до 2 модулю
- •3 Модуль
- •11 Мікропроцесорні системи на універсальних мп фірми motorola
- •11.2 Побудова мпс на 16-розрядних мікропроцесорах фірми Motorola
- •11.2.1 Підсистема центрального процесорного елемента mc68000
- •11.2.2 Розподіл адресного простору мпс
- •11.2.3 Організація підсистеми пам’яті
- •11.2.4 Організація підсистем введення-виведення
- •11.4 Побудова мпс на 32-розрядних мікропроцесорах фірми Motorola
- •11.4.1 Підсистема центрального процесорного елемента
- •11.4.2 Розподіл адресного простору мпс
- •11.4.3 Організація підсистеми пам’яті мпс
- •11.4.4 Організація підсистеми введення/виведення
- •11.4.5 Підключення співпроцесора
- •12 Програмування універсальних мп
- •12.1 Мова Асемблер програмування мп фірми Motorola
- •Непряма регістрова адресація з постіндексуванням
- •Непряма регістрова адресація з преіндексуванням
- •Непряма відносна адресація з індексуванням
- •12.2 Система команд мп мс680х0 (Для самостійного вивчення)
- •12.2.1 Команди пересилання
- •12.2.2 Команди арифметичних операцій
- •12.2.3 Команди логічних операцій
- •12.2.4 Команди зсувів
- •12.2.5 Команди безумовних переходів
- •12.2.6 Команди умовних переходів
- •12.2.7 Команди організації програмних циклів
- •12.2.8 Команди звернення до підпрограм
- •12.3 Побудова програм з різною структурою на мові Асемблер мп фірми Motorola
- •12.3.1 Лінійні програми
- •12.3.2 Розгалужені та циклічні програми. Підпрограми
- •12.4 Створення програмного забезпечення мпс на мп фірми Motorola
- •Список рекомендованої літератури до 3 модулю
7 Мікропроцесори
7.1 Архітектура мікропроцесорів
Вхідний контроль:
Які мікрооперації може виконувати універсальний регістр?
Наведіть приклади пристроїв пам’яті з послідовним доступом та з довільним доступом.
Під архітектурою мікропроцесорів розуміють структурну схему самого МП, програмну (регістрову) модель МП, організацію пам’яті, яку забезпечує МП у складі мікропроцесорної системи, спосіб організації введення-виведення та мову асемблера, яка керує цим процесором.
З цієї точки зору існують два основні типи архітектури — фоннейманівська та гарвардська.
Фоннейманівська архітектура показана на рис. 7.1
Рисунок 7.1 — Фоннейманівська архітектура
До загальних архітектурних властивостей та принципів побудови фоннейманівської архітектури можна віднести такі особливості:
Принцип програми, що зберігається, — це означає, що код програми та її дані знаходяться у єдиному адресному просторі у оперативній пам’яті, доступ до якої здійснюється по одній шині даних та команд.
Принцип мікропрограмування — машинна мова, коди, не керують апаратною частиною МП прямо. Кожна команда може бути виконана як результат дії набору сигналів, які треба згенерувати для її фізичної реалізації під керуванням блока мікропрограмного керування. Принцип мікропрограмного керування полягає в тому, що певна комбінація мікрокоманд (зсуву, пересилання інформації, логічних операцій) може створювати набір команд МП.
Лінійний простір пам’яті, яку адресує МП, — сукупність комірок пам’яті з послідовним адресуванням.
Послідовне виконання команд програми — на послідовних ділянках програми МП вибирає з пам’яті команди строго послідовно. Розгалуження програм виконується за використанням спеціальних команд умовного та безумовного переходів та при зверненні до підпрограм.
Дані та команди розміщуються в одному просторі пам’яті у вигляді послідовності нулів та одиниць; процесор не бачить принципової різниці між даними та командами і намагається трактувати вміст деяких послідовних комірок пам’яті як коди машинної команди, а якщо це не так, то програма завершується аварійно. Тому важливо у програмі чітко розподіляти простір даних та команд.
Мікропроцесорові все одно, яке логічне навантаження несуть дані, що він їх обробляє.
Класична фоннейманівська архітектура процесора з одним банком пам’яті не дозволяє виконувати багаторазовий доступ до запам’ятовувального пристрою під час виконання одної команди.
Для прискорення оброблення потоків цифрових сигналів у спеціалізованих процесорах цифрового оброблення сигналів використовують так звану гарвардську архітектуру, відповідно до якої процесорне ядро взаємодіє з двома банками пам’яті, як показано на рис. 7.2.
Рисунок 7.2 — Гарвардська архітектура
Звернення до кожного з банків пам’яті виконується за допомогою двох незалежних шин адреси та даних. У гарвардській архітектурі один з банків пам’яті використовується для зберігання програм, а другий для зберігання даних. Частіше використовується модифікована Гарвардська архітектура. У цьому випадку один банк зберігає як програми, там і дані, а другий – тільки дані. Гарвардська архітектура дозволяє процесорному ядру за один цикл команди паралельно звертатись до пам’яті даних та пам’яті програм. Деякі мікропроцесори використовують три банки пам’яті з трьома незалежними парами шин адреси та даних. Наявність трьох банків дозволяє за один командний цикл виконувати три паралельних звернення до пам’яті: вибирати команду та два операнди.
Контрольні запитання:
Які особливості фоннейманівської архітектури мікропроцесорів гальмують підвищення їх потужності?
При програмуванні фоннейманівських процесорів хто повинний пильнувати про чіткий розподіл адресного простору даних та команд?
Чи є пряме керування кодами програм апаратною частиною МП?
Чи можна передбачити напрямок розгалуження при виконанні команд умовного переходу?
Які особливості гарвардської архітектури дозволяють прискорити оброблення цифрових сигналів?
Що таке супергарвардська архітектура?
Що таке модифікована гарвардська архітектура?
7.2 МП фірми Intel
Вхідний контроль:
Які особливості має n-МДП-технологія виготовлення ВІС?
Чи може працювати МП поза мікропроцесорною системою?