Принципи побудови МПС
2.1 Основні поняття та визначення МПС
2.2 Організація шин МПС
2.3 Принципи побудови МПС
2.1 Основні поняття та визначення
Мікропроцесор (МП) - електронний пристрій, що виконує арифметичні, логічні операції та операції управління, записані в машинному коді, реалізований у вигляді однієї мікросхеми або комплекту з декількох спеціалізованих мікросхем.
МП-програмно керований універсальний пристрій для цифрової обробки дискретної та (або) аналогової інформації та управлінням процесами обробки побудована на одній або декількох ВІС.
МПС-спеціалізована інформаційна або керуюча система побудована на основі МП або МП засобів.
Мікропроцесорний комплект (МПК) – сукупність інтегральних схем сумісних за електричними, інформаційними та конструктивними параметрами та призначених для побудови електронно-обчислювальної техніки та МПС управління.
МП і МПК класифікуються за такими ознаками:
За призначенням: універсальні (МП загального призначення, які вирішують широкий клас завдань) та спеціалізовані (призначені для вирішення завдань певного класу, до спеціалізованих відносять сигнальні (цифрова обробка сигналів у масштабі реального часу), медійні (обробка аудіо сигналів, графічної інформації у вигляді зображень) а також вирішення завдань в мультимедіа системах, ігрових приставках, побутовій техніці), мультимедійні та трансп'ютери (організація паралельних обчислень)).
За кількістю БІС: багатокристальні (МПК з однокристальними або секіонними (деяка частина процесора-секція, інша назва розрядно модульні або МП з нарощуванням розрядності даних) процесорами) і однокристальні (у вигляді однієї мікросхеми або їхназивають МП з фіксованою розрядністю даних) МКК(мікроконтролери).
За способом управління: схемне управління (маю фіксований набір команд розроблений виробником який не може змінюватися споживачем) та мікропрограмне управління (систему команд розробляють при проектуванні конкретної системи на базі найпростіших команд для вирішення яких призначена МПС). Являє собою пристрій, виконаний в одному корпусі і містить у собі всі основні частини МПК.
За типом архітектури (принципу побудови): фоннеймонівської та гарвардської.
За типом системи команд: CISC(процесори з повним набором команд) та RISC(з урізаним набором команд)
Сучасні МПС потрапляють під різні класифікації через великий набір розв'язуваних завдань.
2.2 Організація шин МПС
Шина даних – двонаправлена, передача за одним і тим же жанним між блоками МПС.
Шина управління – призначена передачі керуючих сигналів. Напрямок сигналів може бути різним, але шина управління не є двонаправленою так як використовуються окремі лінії для передачі сигналів.
2.3 Принципи побудови МПС
1) Принцип магістральності визначає характер зв'язків між функціональними блоками МПС. Усі блоки з'єднуються із єдиною системною шиною.
2) Принцип модульності – система будується з урахуванням обмеженого кол-ва типів конструктивно і функціонально закінчених модулів. Кожен модуль має вхід керування третім станом (стан високого емпідансу). Цей вхід називається чіп селект. Такий стан логічної схеми при якому опір між контактом та іншою схемою дуже великий. Дозвіл виходу. Принцип магістральності та модульності дозволяють нарощувати керуючі та обчислювальні можливості МП шляхомприєднання інших модулів до шини.
3) Принцип мікропрограмного управління – можливість здійснення елементарних операцій – мікрокоманд. Використовуючи певні комбінації мікрокоманд, можна створити технологічну мову як набір команд, який максимально відповідає призначенню системи.
Існують 3 основних сегменти. Сегмент коду, сегмент даних та сегмент стека.
Отримує код команди з пам'яті та дешифрує його
Виконує операцію, визначену командою
Сприймає зовнішні керуючі команди та запити переривання
Генерує сигнал стану та управління необхідні для роботи пам'яті і пристроїв введення виводу.
Схема переривань дозволяє МПС реагувати на зовнішні сигнали та запити переривань джерелами яких можуть бути:
Символ готовності зовнішніх пристроїв
Сигнал від генератора
Сигнали з виходом датчиків
При запиті на переривання ЦП припиняє виконання основної програми та виконує підпрограму обслуговування запиту переривання. Для побудови системи переривань МПС містить спеціальну мікросхему називається програмований контролер переривання.
Таймер – реалізації функцій пов'язані з відліком часу. МП завантажує в таймер число, що означає частоту, затримку або коефіцієнт розподілу, а таймер реалізує необхідну функцію.