Типовая схема микропроцессорной системы

Вопрос 7.

Параллельные регистры

В параллельных (статических) регистрах схемы разрядов не обмениваются данными между собой. Общими для разрядов обычно являются цепи тактирования, сброса/установки, разрешения выхода или приема, то есть цепи управления. Пример схемы статического регистра, построенного на триггерах типа D с прямыми динамическими входами, имеющего входы сброса и выходы с третьим состоянием, управляемые сигналом EZ.

Сдвигающие (последовательные) регистры

Последовательные (сдвигающие) регистры представляют собою цепочку разрядных схем, связанных цепями переноса. Основной режим работы — сдвиг разрядов кода от одного триггера к другому на каждый импульс тактового сигнала. В однотактных регистрах со сдвигом на один разряд вправо слово сдвигается при поступлении синхросигнала. Вход и выход последовательные (англ. Data Serial Right, DSR).

Согласно требованиям синхронизации в сдвигающих регистрах, не имеющих логических элементов в межразрядных связях, нельзя применять одноступенчатые триггеры, управляемые уровнем, поскольку некоторые триггеры могут за время действия разрешающего уровня синхросигнала переключиться неоднократно, что недопустимо. Появление в межразрядных связях логических элементов, и тем более, логических схем неединичной глубины упрощает выполнение условий работоспособности регистров и расширяет спектр типов триггеров, пригодных для этих схем. Многотактные сдвигающие регистры управляются несколькими синхропоследовательностями. Из их числа наиболее известны двухтактные с основным и дополнительным регистрами, построенными на простых одноступенчатых триггерах, управляемых уровнем. По такту С1 содержимое основного регистра переписывается в дополнительный, а по такту С2 возвращается в основной, но уже в соседние разряды, что соответствует сдвигу слова. По затратам оборудования и быстродействию этот вариант близок к однотактному регистру с двухступенчатыми триггерами.

Вопрос 8.

Архитектура ЭВМ

Архитектура компьютера — логическая организация и структура аппаратных и программных ресурсов вычислительной системы. Архитектура заключает в себе требования к функциональности и принципы организации основных узлов ЭВМ.

В настоящее время наибольшее распространение в ЭВМ получили 2 типа архитектуры: принстонская (фон Неймана) и гарвардская. Обе они выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральный процессор и память компьютера. Различие заключается в структуре памяти: в принстонской архитектуре программы и данные хранятся в одном массиве памяти и передаются в процессор по одному каналу, тогда как гарвардская архитектура предусматривает отдельные хранилища и потоки передачи для команд и данных.

В более подробное описание, определяющее конкретную архитектуру, также входят: структурная схема ЭВМ, средства и способы доступа к элементам этой структурной схемы, организация и разрядность интерфейсов ЭВМ, набор и доступность регистров, организация памяти и способы её адресации, набор и формат машинных команд процессора, способы представления и форматы данных, правила обработки прерываний.

По перечисленным признакам и их сочетаниям среди архитектур выделяют:
По разрядности интерфейсов и машинных слов: 8-, 16-, 32-, 64-, 86-разрядные (ряд ЭВМ имеет и иные разрядности);
По особенностям набора регистров, формата команд и данных: CISC, RISC, VLIW;
По количеству центральных процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные, суперскалярные;
многопроцессорные по принципу взаимодействия с памятью: симметричные многопроцессорные (SMP), масcивно-параллельные (MPP), распределенные.

Вопрос 9 .

Типовая схема микропроцессорной системы

Структурная схема типичной микропроцессорной системы

Основным действующим элементом современной микропроцессорной системы является микроконтроллер. Однако для того, чтобы понять основополагающие принципы работы, сначала все же необходимо остановиться на микропроцессоре. Сразу нужно сказать, что микропроцессор не работает сам по себе. Микропроцессор — это всего лишь часть той или иной микропроцессорной системы.

Кроме собственно микропроцессора, в состав микропроцессорной системы входят и другие, не менее важные элементы. На рис. 2.1 приведена обобщенная структурная схема типичной микропроцессорной системы. Рассмотрим детально, как она устроена.

Как вы видите, названия всех элементов системы даны как в русском, так и в английском варианте.

схема

Русские названия когда-то пытались внедрить в практику в бывшем СССР. Поэтому и сейчас они иногда встречаются в литературе. Однако в настоящее время более широкое распространение получили английские, а точнее — международные наименования. Каждое наименование как в русском, так и в английском варианте представляет собой определенное сокращение полного названия элемента. Ниже приведена их расшифровка.

CPU (Central Processing Unit) — центральное процессорное устройство (ЦПУ).

RAM (Random Access Memory) — устройство произвольным доступом, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ROM (Read Only Memory) — память только для чтения, или постоянное запоминающее устройство

Вопрос 10 .

Вопрос 11 .

Вопрос 12 .

Компилятор языка Assembler преобразует текст из программы, написанной на языке Assembler в машинные коды, которые в последующем записываются в область ПЗУ процессора.
Программа на языке Assembler содержит команды, метки и директивы. Команды и директивы, как правило, имеют один или несколько операндов.
Любая строка программы может начинаться с метки, которая является набором символов, заканчивающихся двоеточием.
Метки используются для определения места, в которое передается управление при переходах, реализуемых командами передачи управления (ветвления). Метки используются также для задания имен переменных.
Строка программы на языке Assembler может иметь одну из 4-х форм:
1. [метка] _ директива _ [операнды] _ [комментарий]
2. [метка] _ команда _ [операнды] _ [комментарий]
3. комментарий
4. пустая строка

Комментарии имеют форму, состоящую из 2-х элементов:
; [текст]
Позиции в [ ] являются не обязательными.
Текст после “ ; “ до конца строки игнорируется компилятором. Длина строки не должна превышать 120 символов.

Поиск по сайту: