Микропроцессорные устройства
Микропроцессорная система (МПС) – функционально завершенное программно-управляемое устройство.
Микропроцессор (мп). Исторические этапы развития мп
МП – программно-управляемое устройство для обработки цифровой информации и управления процессом обработки, реализованное в виде одной или нескольких микросхем.
Микропроцессоры (МП):
секционные;
с полным набором команд CISC (однокристальные);
с сокращённым набором команд RISC.
Секционные уже давно не используются. Были выпущены в 1974 году. Четырёхразрядные.
Отечественные аналоги: К589, К1802.
При параллельном подключении можно сделать восьмиразрядными, поэтому их называют секционными.
С полным набором команд CISC (однокристальные). Это МП в виде одной микросхемы.
Отечественные аналоги: КР589, ВМ80.
1971 год Intel выпустила МП I4004 – четырёхразрядный без возможности параллельного соединения (малая производительность).
1974 год МП I8080 – восьмиразрядный, самый распространённый в то время.
Далее I8086 – шестнадцатиразрядный для IBM PC XT
I80286 – шестнадцатиразрядный для IBM PC AT
Pentium I, Pentium II и т.д.
На одном кристалле кремния располагаются процессор, порты, дополнительные внешние устройства и т.д.
Микроконтроллер (МК) – это устройство, представляющее собой совокупность процессора, памяти, периферийных устройств и интерфейсов.
Например, Intel IMCS48 (Intel IMCS51) – процессор + память 2 кб + два таймера счётчика + система прерываний.
Отечественные аналоги Intel IMCS51: КР1816ВЕ48, КР1816ВЕ51.
С сокращённым набором команд (RISC). Получили своё развитие в 80-ые годы. Построены по правилу 80/20: в 80-ти процентах случаях используется 20 процентов команд МП.
Организация мпс
Организация – набор программно-аппаратных средств, которые являются реализующими для конкретной МПС.
Организация МПС |
||
Логическая |
физическая (принципиальная схема) |
|
аппаратная (функциональная блок-схема) |
программная |
|
Организация МПС показывает функциональные возможности, которые может реализовать данная система.
Архитектура
Базовая архитектура
Память предназначена для:
хранение программ;
хранение данных.
Память, используемая в МК:
постоянная (ПЗУ);
оперативная (ОЗУ).
ПЗУ осуществляют хранение информации без питания; обычно медленные, ОЗУ – при наличии питания; обычно быстрые.
ПЗУ бывают:
постоянные неперепрограммируемые;
постоянные перепрограммируемые (ППЗУ).
ОЗУ бывают:
статические (набор триггеров);
динамические (конденсаторы).
Недостаток динамической памяти состоит в том, что конденсатор с течением времени теряет свой заряд.
Загрузка программ происходит из ПЗУ в ОЗУ.
Архитектура типовой мпс
CSEG – code segment (область программ);
DSEG – data segment (область данных);
IOSEG – in-out (область ввода-вывода);
RSEG – registr segment (область регистров).