Базовая архитектура

Классификация микропроцессоров

Молекулярные микропроцессоры

В отличие от обычных микропроцессоров вместо кремниевых транзисторов используются молекулы. Ученые калифорнийского университета 1965 году заявили о создании молекулярных переключателей – молекулы химического соединения РОТАКСАН, которые могли переходить из одного устойчивого состояния в другое

Параметры молекулярных микропроцессоров:

· Размеры 10-50 нанометров

· Плотность записи 10_­­¹²бит/см²

· Быстродействие 10⁹-10¹²

· Энергопотребление 10^-8-10^-10Вт

Микропроцессоры классифицируют по следующим признакам:

· По назначению:

o Универсальные микропроцессоры, предназначенные для широкого круга задач (перепрограммируемые)

o Специализированные микропроцессоры, предназначенные для решения одной конкретной задачи

· По виду обрабатываемых входных сигналов:

o Аналоговые

o Цифровые

Сами микропроцессоры всегда цифровые, но обрабатывать они могут и аналоговые сигналы для этого в микропроцессор встраивают преобразователи АЦП на входе и ЦАП на выходе

· По количеству выполняемых программ:

o Однопрограммные микропроцессоры – последовательное выполнение программ (следующая выполняется по завершению предыдущей)

o Мультипрограммные микропроцессоры – одновременно выполняется до нескольких десятков программ

· По структурному признаку:

o С фиксированной разрядностью

o С наращиваемой разрядностью

· По виду алгоритма работы микропроцессора:

o Микропроцессоры с жестким алгоритмом управления

o Микропроцессоры с алгоритмом управления, реализуемым программным путем

· По разрядности обрабатываемой информации:

o 8-и разрядные

o 16-и разрядные

o 32-х разрядные

o 64-х разрядные

o 128-и разрядные

· По характеру временной организации работ:

o Синхронные, в которых начало и конец выполнения каждой операции задается устройством управления

o Асинхронные, в которых следующая операция выполняется сразу после предыдущей

· По технологии изготовления:

o Микропроцессоры, изготовленные по униполярной технологии Р-МОП n-МОП К МОП

o Микропроцессоры, изготовленные биполярной технологии

o Микропроцессоры, изготовленные поэммиторно связанная логика

· По составу функциональных блоков:

o Однокристальные микропроцессоры – построены на одной БИС

o Однокристальные микро-ЭВМ(микроконтроллеры) – микропроцессоры, построенные на одной БИС, но включают в себя систему ввода-вывода, контроллеры прерываний, таймеры, схемы памяти программы данных

o Многокристальный микропроцессор, состоящий из нескольких БИС, образующих микропроцессорный комплекс

· По составу команд:

o RISС (Reduced Instruct Set Computers) – процессоры с сокращенной системой команд. В них из за сокращенного набора команд разработчик должен комбинировать команды, чтобы реализовать более сложные операции. Быстро выполняются простые аппаратные команды

o CISС (Complex Instruct Set Computers) – процессоры со сложной системой команд. Имеют большой набор аппаратно реализованных команд, но выполняются они медленнее из за сложности аппаратной реализации

· По типам архитектур:

o Микропроцессоры с Принстонской (Фон-Нейманской) архитектурой. Имеет общую память для хранения программ и данных. Выборка следующей команды здесь происходит только после выполнения предыдущей

o Микропроцессоры с Гарвардской архитектурой. Для хранения программ и данных использовались отдельные блоки. Выборка следующей команды могла происходить одновременно с предыдущей

Архитектура микроконтроллера i8051 (КР1816ВЕ51)

Архитектура – это логическая организация микропроцессора, которая определяет его возможности по аппаратной и программной реализации.

Микропроцессор характеризуют следующие параметры:

· Разрядность – это максимальное количество разрядов двоичного кода, которые обрабатываются и передаются одновременно

· Число иимена программируемых регистров. Регистр – это быстрые ячейки памяти, которые находятся внутри процессора и могут получать значения из памяти. Команды, которые работают с регистрами, выполняются быстрее и занимают меньше памяти, чем команды, которые работают с другими операндами

· Быстродействие – это тактовая частота, то есть количество электрических импульсов в секунду. Каждый импульс несет какую-то информацию (команда/данные и.т.д.). Тактовая частота задается кварцевым генератором, расположенном либо на материнской плате, либо внутри кристалла

· Система команд

· Доступный размер и адреса ОЗУ

· Способы адресации – способы доступа к ячейкам памяти

· Схема обработки прерываний

· Количество и организация таймеров

Флажки состояния – биты, которые используются для регистрации особенностей выполнения команд

МК51 выполнен на основе n-МОП технологии и выпускается в корпусе БИС, имеющем 40 выводов, для работы требуется источник питания 5В

Дата добавления: 2013-12-13