Загальні відомості про мікропроцесорну техніку

Мікропроцесорні засоби у виробничих системах.

Мікропроцесори і мікроЕОМ — масова продукція електронної промисловості. Знання основ мікропроцесор­ної техніки необхідні інженерам будь-якого профілю, особливо інженерам-системотехнікам, інженерам-конс-трукторам та інженерам-технологам обчислювальних сис­тем (ОС).

Мікропроцесори (МП) знайшли широке застосування в сучасних ОС та радіоелектронних пристроях (РЕП), техно­логічних системах контролю, гнучких автоматизованих та інших виробництвах. Використання МП сприяло знач­ному підвищенню продуктивності праці, поліпшенню якості апаратури різного призначення. Завдяки застосу­ванню МП і мікроЕОМ у технічних системах розширилися функціональні можливості апаратури, підвищились її на­дійність і стабільність функціонування, поліпшилась якість обробки інформації.

Перспективи та можливості застосування МП і мікро-ЕОМ в обчислювальних системах ще повністю не розкри­ті. Постійно вдосконалюються технологія та архітектура МП. Так, розрядність сучасних однокристальних МП досягає 64 біт. При використанні МП і мікроЕОМ розробни­ки повинні вміти оцінювати можливості їх архітектури та технічні характеристики, а також володіти мовами програмування різних рівнів. Для створення системного програмного забезпечення поширена мова асемблера, але щодо продуктивності праці програмістів задачі обробки даних розв'язуються за допомогою мов високого рівня. Тому сучасним інженерам — спеціалістам з обчислю­вальної техніки необхідні знання в галузі як архітектури МП, так і програмування радіотехнічних задач на мовах різних рівнів.

До основних понять мікропроцесорної техніки нале­жать: «мікропроцесор», «ІС», «ІМС», «ВІС», «НВІС», «мікропроцесорний комплект ВІС», «мікропроцесорний пристрій», «мікропроцесорна система», «мікропроце­сорна техніка», «мікроЕОМ» (загального призначення та спеціалізовані), «вбудована мікроЕОМ», «комп'ютер персональний», «побутовий персональний комп'ютер», «професійний персональний комп'ютер», «мікрокон-тролер» та ін.

Крім того, в мікропроцесорній техніці використовують поняття, властиві взагалі обчислювальній техніці, зокре­ма «магістраль», «шина», «інтерфейс», «системний інтер­фейс», «малий інтерфейс», «адаптер», «протоколи», «лі­нія інтерфейсу» та ін.

При вивченні програмних засобів у мікропроцесорній техніці використовують поняття, які збігаються за назвою з поняттями опису програмних засобів загалом в обчислю­вальній техніці, зокрема «алгоритм», «програма», «про­грамне забезпечення» та ін.

Одним з головних, базовим поняттям мікропроцесор­ної техніки, є «мікропроцесор».

Мікропроцесор— складний програмнокерований пристрій, призначений для обробки цифрової інформації та керування процесом цієї обробки, виконаний у вигляді однієї чи кількох ін­тегральних мікросхем підвищеного ступеня інтеграції (ВІС чи НВІС).

Інтегральна мікросхема (ІМС) — мікроелектронний виріб, що виконує певну функцію перетворення, обробку сигналів і (чи) накопичення інформації, який має велику щільність упакування електрично з'єднаних елементів (чи елементів і компонентів) та (чи) кристалів і розгляда­ється щодо вимог випробувань, постачання та експлуата­ції як єдине ціле.

Напівпровідникова ІМС — інтегральна мікросхема, всі елементи та міжелементні з'єднання якої виконані все­редині й на поверхні напівпровідника.

Цифрова ІМС — інтегральна мікросхема, призначена для перетворення й обробки сигналів, що змінюються за законом дискретної функції.

Ступінь інтеграції — показник ступеня складності ІМС, що характеризується кількістю елементів і компонен­тів, які містяться в ній. Ступінь інтеграції визначається за формулою к = І£./У, де к — коефіцієнт, що визначає ступінь інтеграції, значення якого округлюється до найбільшого цілого числа; N — число елементів і компонентів ІМС.

Велика інтегральна мікросхема (ВІС) — інтегральна мікросхема, що містить 500 і більше елементів, виготовле­них за біполярною технологією, або 1000 і більше елемен­тів, виготовлених за МДП-технологією, надвелика інтег­ральна схема (НВІС) — понад 10 000 елементів.

Комплект ВІС — сукупність типів ВІС, що виконують різноманітні функції, сумісні за архітектурою, конструк­тивним виконанням та електричними параметрами і за­безпечують можливість їх сумісного використання при виготовленні мікропроцесорної техніки.

Мікропроцесорний комплект (МПК) — сукупність мікропроцесорних та інших ІМС, які сумісні за архітек­турою, конструктивним виконанням та електричними параметрами і забезпечують можливість їх сумісного ви­користання.

Мікропроцесор описується численними параметрами, притаманними як електронним приладам (швидкодія, споживана потужність, габарити, маса, кількість рівнів живлення, надійність, вартість, тип корпуса, темпера­турний діапазон та ін.), так і обчислювальним засобам (розрядність, цикл виконання команди чи мікрокоманди, кількість внутрішніх регістрів, наявність мікропрограм-ного рівня, тип стекової пам'яті, склад програмного за­безпечення та ін.).

Мікропроцесорний пристрій (МПП)— функціонально і конструк­тивно закінчений виріб, що є схемно-конструктивним з'єднанням кількох мікросхем, у тому числі одного чи декількох мікропроцесо­рів, призначений для виконання однієї чи кількох з функцій: одер­жання, обробка, передання, перетворення інформації та керу­вання.

МПП має уніфіковані з'єднувальні характеристики (інтерфейс, конструкцію та ін.) і функціонує у складі пев­ної технічної системи.

Мікропроцесорна система (МПС)— сукупність значної кількості функціональних пристроїв, одним з яких є мікропроцесор.

Мікропроцесор є ядром цієї системи і виконує функції центрального пристрою керування та пристрою арифме­тично-логічного перетворення даних. Всі пристрої МПС мають стандартний інтерфейс і підключаються до єдиної інформаційної магістралі.

Мікропроцесорна техніка— мікропроцесори і пристрої обчис­лювальної техніки та автоматики, виконані на їх основі.

Це найзагальніше поняття обчислювальної техніки. На сьогодні майже вся вона побудована на базі мікропро­цесорних пристроїв.

МікроЕОМ загального призначення— мікроЕОМ, що мають ве­ликі операційні ресурси, пристосовані для обробки різноманітних числових і текстових даних та призначені для користування в об­числювальних центрах.

Це найпоширеніший клас мікроЕОМ, який є базовим для персональних комп'ютерів

Спеціалізовані ЕОМ— ЕОМ, призначені для реалізації певного конкретного алгоритму: перетворення Фур'є, обчислення кореля­ційних функцій та ін. Вони є вузькопрофільними ЕОМ з обмеженою кількіс­тю системних команд.

Вбудована мікроЕОМ (мікропроцесорний пристрій)— блок об­робки даних і керування, призначений для використання в побу­тових приладах, системах технологічного контролю чи керування, периферійних пристроях ЕОМ, оргтехніці та ін.

Найбільш масово ці ЕОМ використовують у побутовій техніці (телевізори, магнітоли, пральні машини та ін.)

Комп'ютер персональний (персональна ЕОМ)— діалогова сис­тема індивідуального користування, реалізована на базі мікро­процесорних засобів, малогабаритних зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв і пристроїв реєстрації даних, які забезпечують доступ до всіх ресурсів ЕОМ за допомогою розвинутої системи програму­вання мовою високого рівня.

Це — невелика за розміром і вартістю універсальна мікроЕОМ, призначена для індивідуального користування. Побутові персональні комп'ютери виконують функції до­машнього інформаційного центра. Професійні персональні комп'ютери призначені для автоматизації різноманітних операцій обробки великих обсягів інформації на робочому місці спеціаліста.

Мікроконтролер— керований пристрій, виконаний на одному чи кількох кристалах, функціями якого є логічний аналіз і керу­вання.

Поиск по сайту: