Микроэвм и микроувк

Микропроцессором (МП) называется программно-управляемое устройство обработки данных с заданной системой логических функций (системой команд), выполненное на одной или нескольких БИС, входящих, как правило, в состав микропроцессорного комплекта. Микропроцессорный комплект представляется в этом случае совокупностью универсальных и специализированных микросхем различного функционального назначения, совместимых по конструктивно-технологическому исполнению. В него, как правило, входят следующие типы БИС: микропроцессор (MП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), блок микропрограммного управления (МПУ), схемы сопряжения с внешними устройствами.

Современные микропроцессоры характеризуются: развитой регистровой структурой; конвейерным принципом выполнения команды с предварительной выборкой, увеличивающей пропускную способность канала; распределенным ап-паратно-микропрограммным устройством управления, обеспечивающим повышение быстродействия микропроцессора; мультиплексируемым обобщенным каналом адрес/данные с возможностью расширения адресного пространства; развитыми средствами построения мультипроцессорных систем; многофункциональностью использования выводов БИС, позволяющей адаптировать микропроцессор к уровню сложности разрабатываемой системы. Именно эти структурные решения определяют основные технические параметры микропроцессора, которые по логической организации и использованию в микропроцессорных системах разделяются на два класса:

• однокристальные и многокристальные микропроцессоры с фиксированной длиной машинного слова и фиксированной системой команд;

• секционные (модульные) многокристальные микропроцессоры с изменяемой длиной машинного слова и проектируемой системой команд. Возможность проектирования системы команд, наилучшим образом учитывающей особенности алгоритмов обработки информации в АСУ ТП, обеспечивается микропрограммным управлением микропроцессора.

Функциональная организация микропроцессора

Микропроцессор, являющийся универсальным программно управляемым устройством обработки информации, включает в себя: операционное устройство, обеспечивающее обработку информации в соответствии с выполняемой командой; устройство управления, осуществляющее синхронизацию вычислительного процесса МП в соответствии с выполняемой командой и состоянием управляемого процесса; интерфейсные блоки, обеспечивающие взаимодействие микропроцессора с другими модулями микропроцессорной системы.

Наряду с перечисленными микропроцессоры могут включать в себя дополнительные блоки, увеличивающие производительность и функциональные возможности МП. К таким блокам относятся: диспетчер памяти, расширяющий адресное пространство микропроцессора; расширитель арифметики, аппаратно реализующий наиболее сложные арифметические команды; блок управления потоком команд при «конвейерном» принципе выборки команд; блоки мультипроцессирования, обеспечивающие построение мультипроцессорных МП – систем и некоторые другие.

Структурные схемы микроЭВМ (МП – системы)

МикроЭВМ, осуществляющая обработку информации в соответствии с хранимой в памяти программой, должна иметь процессор, устройства памяти и устройства ввода – вывода, взаимодействие которых регламентируется системным интерфейсом (системной магистралью) микроЭВМ. Схемотехнической основой для производства микроЭВМ являются микропроцессорные комплекты, выпускаемые промышленностью. Структурная и логическая организации микроЭВМ определяются в основном типом используемого микропроцессорного комплекта и выбранным интерфейсом.

Взаимодействие функциональных устройств микроЭВМ определяется системным интерфейсом микроЭВМ, который включает в себя шину адреса, шину данных и шину управления. Шина адреса используется для передачи адресов памяти и адресов регистров устройств, подключенных к системному интерфейсу. Шина данных используется для обмена информацией между устройствами мик-роЭВМ, шина управления – для передачи управляющих сигналов. Каждое функциональное устройство, подключенное к системному интерфейсу, рассматривается процессором микроЭВМ как совокупность адресуемых регистров, разделяемых на регистры управления и состояния и регистры данных. В регистры управления и состояния записываются управляющие слова, которые определяют алгоритм работы функционального устройства при дешифрации их устройством управления. Регистры данных используются в качестве буферных регистров. Синхронизация работы функциональных устройств и микроЭВМ в целом осуществляется процессором.

Модульный принцип проектирования средств вычислительной техники для АСУ ТП позволяет создать семейство ЭВМ, отличающихся функциональным назначением, техническими характеристиками и конструктивным исполнением. Выпускаемые промышленностью информационно-управляющие комплексы на основе микроЭВМ могут иметь встраиваемое, приборное, тумбовое и стоечное исполнения. Аналогичные исполнения имеют мини- и микроЭВМ.

Встраиваемые микроЭВМ (однокристальные и одноплатные) предназначены для конструктивного встраивания в технологическое оборудование и не имеют индивидуальной передней панели и блока питания.

МикроЭВМ приборного, тумбового и стоечного исполнения изготовляются в виде многоплатных микроЭВМ, используемых для комплексирования ИУВК, содержат индивидуальную панель (пульт) управления, устройства внешней памяти, малогабаритное печатающее устройство, источники питания и другое оборудование, конструктивно объединенное в соответствующем блоке.

Однокристальные микроЭВМ. Достижения технологии производства БИС и сверхбольших интегральных схем (СБИС) привели к появлению в середине 70-х годов однокристальных микроЭВМ. Однокристальная микроЭВМ – это отдельная БИС, содержащая микропроцессор, память с произвольным доступом, ПЗУ, порты ввода – вывода данных для сопряжения с внешними устройствами.

Одноплатные микроЭВМ. Одноплатные микроЭВМ являются основой построения информационно-управляющих вычислительных комплексов для распределенных АСУ ТП, а также для разработки персональных и профессиональных микроЭВМ.

Одноплатная микроЭВМ реализована на печатной плате и представляет собой систему функциональных модулей, объединяемых системным каналом, под которым понимается система связей, назначение и физическая реализация которых закреплены интерфейсом МПИ. Системный канал микроЭВМ обеспечивает программно-управляемый обмен и обмен в режиме ПДП.

МикроУВК

В связи с развитием микропроцессорной вычислительной техники на нижнем иерархическом уровне все чаще применяются микроУВК или микроконтроллеры, которые могут встраиваться в технологическое оборудование, для чего они имеют соответствующее конструктивное исполнение, например, в виде одноплатного электронного модуля. Деление на микроУВК и микроконтроллеры условно. Под последними чаще всего понимают специализированные на выполнение в автоматическом режиме определенных функций микроУВК. Назначение микроконтроллеров, как правило, не требует использования устройств связи с оперативным персоналом.

Дата добавления: 2014-01-03