Общая характеристика микропроцессора

Общая характеристика микроЭВМ

МикроЭВМ представляет собой законченную вычислительную систему, центральной частью которой является микропроцессор. В систему входят память и схемы, реализующие операции ввода - вывода. Конструктивно в виде прибора с передней панелью микроЭВМ состоит из локальных плат (блоков): микропроцессора, памяти произвольного доступа (RAM-Random Access Memory) и ввода – вывода, соединяющего микро ЭВМ с видеотерминалом буквенно – цифровым дисплеем на катодно–лучевой трубке, а также панель с клавиатурой для ввода данных.

Монтажные платы соединяются между собой шиной (Bus), соединяющей большое число сигнальных линий. Каждый блок использует один и тот же набор сигналов для «общения» с другими блоками. Конструктивно микро ЭВМ – это отдельная плата, вставляемая в общую монтажную панель с расположенной на ней шиной.

Блок микропроцессора содержит таймер – генератор тактовых сигналов, синхронизирующих во времени работу процессора, а также постоянную память (Rom-Read Only Memory), где хранятся команды программы, предназначенной для ввода других программ с накопителем. Блок микропроцессора, как и другие блоки микроЭВМ, использует четыре интегральные схемы в качестве интерфейса с шиной, для которой обычно требуются сигналы более высокого уровня тока, чем те, которые генерируют большинство слаботочных логичных схем.

Являясь хранилищем данных и программ, блок памяти произвольного доступа помимо четырех схем, подобных указанным выше, имеет дополнительные интегральные схемы. Блок ввода – вывода содержит УАПП – универсальный асинхронный приемопередатчик (UART-Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) и таймер. Приемопередатчик преобразует данные из параллельного кода в последовательный, необходимый для связи с видеотерминалом. К четвертому самостоятельному блоку микроЭВМ следует отнести переднюю панель, содержащую интегральные схемы для интерфейса с шиной, а также логические схемы, управляющие работой семисегментных световых индикаторов. Блок питания соединяется со всеми другими монтажными платами посредством шины.

Микропроцессор (МП) – функционально законченное устройство (БИС - большая интегральная схема), выполняющая операции с исходными данными в соответствии с программой, поступающей на его вход. Термин “микропроцессор” несет информацию об устройстве, названном этим именем. Он базируется на логических элементах того же типа, что и центральный процессор (ЦП) цифровой вычислительной машины. В обоих случаях для манипулирования данными и выполнения вычислений под управлением программы используются цифровые схемы. Обработка данных – одна из главных функций микропроцессора, включающая как вычисления, так и манипулирование данными. Схемы, выполняющие вычисления, образуют арифметико – логическое устройство (АЛУ), в результате работы которого данные изменяют свои значения. К функциям, выполняемым АЛУ, относятся сложение (Actd), вычитание (Subtract), операции «И» (AND) и “ИЛИ” (ОR), сравнение (Compare), положительное приращение (Increment), отрицательное приращение (Decrement). Но АЛУ не осуществляет перемещение данных ни до, ни после выполнения операции. Оно выполняет операции над данными, обнаружив их в определенном месте. В МП, за пределами АЛУ, имеются другие схемы, манипулирующие данными, и, в частности, перемещающие их в места, доступные АЛУ. После того, как АЛУ выполнило требуемые операции, эти схемы пересылают данные другим адресам. Кто же информирует АЛУ, как обрабатывать данные, какие из возможных операций могут быть выполнены?

Управление системой – другая главная функция микропроцессора. Схемы управления позволяют декодировать (расшифровывать) и выполнять программу – набор команд для обработки данных. Схемы управления записывают команды (шаги программы) в память на хранение и извлечения их оттуда одну за другой. После извлечения команды из памяти МП декодирует ее. Схемы управления контролируют процесс выполнения декодированной команды.

Так как команды хранятся в памяти, то Вы можете менять их по своему усмотрению, изменяя при этом характер обработки данных. Значит команды, которые Вы записываете в память, и определяют будущую работу микропроцессора. Будьте внимательны, так как этот очень важный процесс и определяет правильность функционирования микропроцессора.

Выводы: микропроцессор выполняет две функции – обработку и управление.

Обработка включает перемещение данных с одного места на другое и выполнение операций над ними, управление определяет, как обрабатывать данные. Последовательность работы микропроцессора:

- извлечение команды;

- декодирование команды логической схемой;

- выполнение этой команды.

Выше перечисленная последовательность работы МП называется циклом «выборка – выполнение». Для каждой команды, хранимой в памяти, микропроцессор выполняет один такой цикл.

Схемы управления выполняют функции:

- извлечение команд из памяти;

- выполнение этих команд;

- обмен информацией с внешними устройствами, подсоединенными к процессору.

Каким бы мощным конструктивом не был выполнен процессор, он ничего не может делать сам по себе. Необходимы схемы для хранения команд программы, а также для ввода данных в МП и вывода из него. Для хранения данных требуется дополнительная память. Микропроцессор нуждается в электропитании от внешнего устройства. Все эти схемы компактно размещаются в корпусе.

Проведем грань между понятиями микропроцессор и микроЭВМ. Так из практики использования их можно сделать вывод, что микропроцессор является основой – «сердцем» многих устройств, однако отдельный микропроцессор не представляет собой законченное самостоятельно функционирующее устройство. Схемы управления МП могут управлять работой других составных частей вычислительной системы, создаваемой на основе микропроцессора.

Дата добавления: 2015-04-29