Программный обмен информацией

Аналоговые и цифровые электронные системы. Типы цифровых электронных систем.

Цифровая электронная система на схемной логике.

Цифровые электронные системы на схемной логике– содержат алгоритм обработки и хранения информации, жёстко связанной с аппаратным содержимым и изменение алгоритма возможно только с изменением аппаратной структуры системы.

Преимущества:

• Никогда не имеет аппаратной избыточности т.е. при реализации алгоритма задействуются все узлы.
• Обеспечивает максимально высокое быстродействие.

Недостаток:

• Для каждой новой задачи электронной системы на схемной логике надо проектировать и изготавливать заново.

Микропроцессорные электронные системы – легко адаптируются под любую задачу без изменения алгоритма. Это обеспечивается вводом в систему дополнительной управляющей информации (программы). При этом система становится универсальной или гибкой.

Универсальность системы порождает недостатки:

• Избыточность системы т.к. при решении простых задач система использует не все аппаратные узлы или блоки.
• Избыточность ведёт к увеличению стоимости, увеличению потребляемой мощности и снижению надёжности.
• Более низкое быстродействие.

Микропроцессор. Основные элементы и их назначение.

Краткая характеристика каждого узла.

АЛУ – предназначен для обработки информации в соответствии с полученной процессором командой. Быстродействие АЛУ во многом определяет быстродействие процессора, поэтому для этого обеспечивают работу АЛУ на более высокой частоте. Для выполнения операций с вещественными числами используется не АЛУ, а специальный блок.

Регистровый файл – набор регистров т.е. ячеек очень быстрой памяти и нужен для хранения данных, адресов и служебных кодов.

Разрядность регистров – внутренняя разрядность процессора и она может не совпадать с внешней разрядностью, определяемой разрядностью шины данных. Отдельное место занимает регистр признаков, хотя он так же – регистр процессора. Это связано с тем, что информация в нём – не данные и не адрес, а слово состояния процессора.

Каждый бит (флаг) этого слова содержит результат выполнения предыдущей команды.

Регистровый файл содержит 2 регистра: 1-ый счётчик (указатель команд), нужен для хранения адреса выполняемой команды или следующей команды. 2-ый указатель стека, нужен для определения текущего адреса стека.

Схема управления выборкой команд – выполняет чтение команд из памяти и их дешифрацию.

Схема управления прерываниями– обрабатывает поступающие на процессор запросы прерывания, определяет адрес начальной программы обработки прерывания, обеспечивает переход к этой программе и сохраняет в стеке содержимое регистров процессора.

Схема управления прямым доступом к памяти (ПДП)– служит для временного отключения процессора от внешних сил и при остановке его работы на время предоставления ПДП запрашиваемому его устройству.

Структура системной шины.

Системная шина состоит из:

· Шины адреса

· Шины данных

· Шины управления

Шина данных – основная шина, количество её разрядов определяет скорость информационного обмена.

Шина адреса – определяет максимально возможную скорость системы (допустимый объём памяти).

Шина управления – вспомогательная шина, которая обеспечивает согласование работы процессора с работой памяти или устройства ввода-вывода. Кроме того содержит линии для управляющих сигналов, обслуживающих запрос и предоставление прерываний и ПДП.

Шины микропроцессорных устройств делятся на:

· Синхронные

· Асинхронные

1-ые проще, 2-ые обеспечивают большее быстродействие и надёжность.

Программный обмен информацией.

МПС поддерживает 3 основных обмена по системной шине:

· Программный обмен

· Обмен с использованием прерываний

· Обмен с использованием прямого доступа к памяти

Программный обмен – основной и без него невозможны другие режимы обмена.

В нём процессор – единоличный хозяин шины.

Путь процессора по программе может быть:

• Линейным
• Циклическим
• Содержать переходы

Но при этом он всегда непрерывен и контролируется процессором.