|
Выбоpочные ответы к госудаpственному экзамену факультета ВМС специальности 2201
Билет №3 вопрос №1
Общая характеристика микропроцессора. Функции и структурная схема МП.
Развитие технологии и схемотехники БИС привело к появлению в середине 70 – х годов нового
типа интегрального электронного прибора, представляющего собой функционально
законченное устройство обработки цифровой информации, управляемое хранимой в памяти
программой и конструктивно выполненного в виде одного или нескольких БИС и СБИС. Такой
прибор получил название микропроцессора, так как по своим логическим функциям и структуре
напоминает упрощенный вариант процессора обычных ЭВМ, а именно дешифрация и
выполнения команд микропрограммы, организация обращения к оперативной памяти, в нужных
случаях инициирование работы каналов и периферийных устройств, восприятие и обработка
запросов, поступающих из устройств машины и внешней среды. По выполняемым функциям
микропроцессор является центральной частью объекта, управляющим взаимодействием ее
устройств. Отличия от процессора можно сформулировать следующим образом: - меньшая
разрядность обрабатываемых данных, меньшая точность вычислений;
- упрощенная система арифметико-логических команд;
- меньшими объемами прямоадресуемой памяти, выполнением операций адресной
арифметики операций по обмену данными с внешними устройствами с помощью одного и
того же АЛУ, надо отменить, что перспективные модели МП лишены этих отличий.
Структурная схема микропроцессора.
Основными особенностями организации современных микропроцессоров и микро-ЭВМ
является:
А) Модульная структура, в которой модули являются функционально законченными
устройствами
Б) Магистральная организация связей между модулями, при которой общие шины используются
разными модулями
В) Микропрограммное управление
Г) Байтовая адресация памяти и побайтовая обработка данных
Д) Использование внутренних сверхоперативных регистров, см. Рис
В структуре можно выделить три основные части: центральный процессор, блок управления и
постоянная память микропрограмм. Центральный процессор содержит АЛУ, сверхоперативную
память в виде программно доступных общих регистров и функциональные регистры –
командный, индексный, адресный, указатель стека и программный счетчик. АЛУ состоит из
двоичного сумматора, сдвигающего регистра, двух регистров операндов и регистра результата.
Схемы АЛУ выполняют команды сложения, вычитания, логическое И, ИЛИ, сложение по
модулю 2 и сдвигов. Более сложные операции реализуются программно. Блок
микропрограммного управления содержит дешифратор кода операции, схему формирования
функций перехода к следующему адресу в микропрограмме и регистр адреса микрокоманды.
Система прерывания в микропроцессорах достаточно проста и предназначена только для
восприятия прерываний от внешних источников. Микропроцессоры имеют упрощенные схемы
управления ПУ. В значительной степени управление этими устройствами реализуется
посредством микропрограммного управления. Блок постоянной памяти микропрограмм,
реализующих команды микропроцессора, обычно выполняется в виде отдельной БИС. В
микропроцессорах используют косвенную, непосредственную, индексную адресации основной
оперативной памяти и прямую адресацию общих регистров. Сверхоперативная память на общих
регистрах, позволяет сократить количество обращений к внешней памяти и уменьшить
необходимое количество выводов корпуса за счет сокращения формата команды. Из-за
ограниченного числа выводов корпуса БИС не удается реализовать интерфейс микропроцессора
с высокой пропускной способностью. Поэтому микропроцессоры имеют так называемый общий
интерфейс, обслуживающий как внешнюю оперативную память, так и ПУ. Если не удается
выделить для интерфейса достаточное количество выводов, применяют мультиплексирование
шин (использование шин для разных целей на основе разделения времени). Для обеспечения
совместной работы микропроцессора и внешнего оборудования шины интерфейса снабжаются
буферными схемами, в которых используются электронные схемы с тремя состояниями и спец.
линии управления выдачи данных.
| |
