2. Микропроцессор и микропроцессорная система
ЭВМ состоит из ЦП, памяти и периферийных устройств. Эти составные части ЭВМ соединяются между собой множеством сигнальных проводов, называемым шиной. ЦП представляет собой устройство обработки данных, а память - устройство для их хранения. Периферийные устройства можно разделить на устройства ввода-вывода и внешнюю память. Эти устройства подсоединяются к шине с помощью соответствующих интерфейсов (контроллеров, устройств сопряжения) (рис. 1). Поэтому ЭВМ можно представить в виде собственно вычислительной машины и периферийных (внешних) устройств. Часто под ЭВМ понимают именно саму вычислительную машину (в данном курсе ЭВМ рассматривается именно в таком смысле).
Рис. 1 – Общая структура ЭВМ
Основным устройством ЭВМ является ЦП, имеющий наиболее сложную структуру. ЦП, реализованный в виде одной или нескольких БИС, называется микропроцессором.
3. Основные понятия и определения
Микропроцессор - функционально законченное программно-управляемое устройство, предназначенное для обработки данных и управления процессом этой обработки, выполненное в виде одной или нескольких БИС.
Микропроцессорная система, или микросистема (МС) – цифровое устройство или цифровая система (система обработки данных, контроля и управления), построенная на базе одного или нескольких МП. Программно-аппаратный принцип построения МС - один из основных принципов их организации. Этот принцип заключается в том, что реализация целевого назначения МС достигается не только аппаратными средствами, но и с помощью программного обеспечения.
Микропроцессорная БИС - интегральная микросхема, выполняющая функцию МП или его части. По существу - это БИС с процессорной организацией, разработанная для построения микросистем. МП БИС относятся к особому классу микросхем, одной из особенностей которого является возможность программного управления БИС с помощью определенного набора команд.
Кроме МП БИС существуют также интегральные схемы, выполняющие функции памяти и интерфейсов периферийных устройств. Следовательно, микроЭВМ можно представить в виде БИС микропроцессора, памяти и периферийных устройств (рис.2). Такая ЭВМ называется микроЭВМ.
Рис. 2 – Структура микроЭВМ
МикроЭВМ - система обработки данных, содержащая одну или несколько МП БИС, кристаллы памяти (ПЗУ и ОЗУ), интерфейсов периферийных устройств, а также некоторые другие схемы.
Микропроцессорный комплект (семейство, набор) (МПК) – совокупность МП и других микросхем, совместимых по конструктивно-технологическому исполнению и предназначенных для совместного применения при построении МП, микроЭВМ и микросистем.
Все устройства микроЭВМ (ЦП, память, интерфейсы) можно объединить в один чип. Такая микроЭВМ называется однокристальной.
Однокристальная микроЭВМ - микроЭВМ, выполненная в виде одной БИС.
Однокристальные микроЭВМ широко используются для управления различной аппаратурой и оборудованием, например в бытовых приборах. Такие микроЭВМ называются микроконтроллерами.
Микроконтроллер - однокристальная микроЭВМ с небольшими вычислительными ресурсами и упрощенной системой команд, ориентированная на выполнение процедур логического управления различным оборудованием (а не на производство вычислений). Особенностью микроконтроллеров является расширенная реализация периферийных средств на кристалле.
Размещая на одной плате несколько кристаллов, можно получить микроЭВМ с достаточно большими вычислительными ресурсами. Такая микроЭВМ называется одноплатной микроЭВМ.
Одноплатная микроЭВМ - микроЭВМ, выполненная в виде одной печатной платы и предназначенная для встраивания в различную радиоэлектронную аппаратуру.
Микропроцессорные средства - МПК БИС, однокристальные и одноплатные микроЭВМ.