Назначение основных функциональных узлов микропроцессора.
МП – микроэлектронное программно-управляемое устройство, обрабатывающее цифровую информацию и управляющее процессом обработки информации
Структурная схема элементарной МПС
Микропроцессор работает под воздействием схемы синхронизации и начальной установки, часто выполняемой в виде отдельного кристалла. Периферийные устройства соединены с магистралями через ППА (программируемый периферийный адаптер, обслуживает устройства с параллельным интерфейсом) и ПСА (программируемый связной адаптер, обслуживает устройства с последовательным интерфейсом)
Порт – регистр УВВ, связывающий МП с одним внешним устройством
Интерфейс – совокупность аппаратных средств и управляющих программ для взаимодействия элементов МПС между собой и с внешними устройствами
Стандартный интерфейс – общая схема сопряжения средств обработки информации МП или микро-ЭВМ с внешними устройствами, имеющая унифицированные систему подключения, каналы связи и протокол обмена
Микро-ЭВМ имеет магистрально-модульную конфигурацию, то есть набирается из отдельных модулей, связанных посредством магистралей
Типы магистралей:
- магистраль адреса (МА): информация о номере ячейки памяти, порта интерфейса или ПУ, с которым МП обменивается данными
- магистраль управления (МУ): сигналы, определяющие характер и последовательность действий различных узлов МПС, направление и вид информации, передаваемой по МА и МД; используется также для передачи признаков состояния МП и ПУ
- магистраль данных (МД): обмен информацией внутри МПС и вне ее, определяет формат обрабатываемых данных
Разделение потоков данных производится с помощью буферных регистров с переключающими логическими вентилями
Адресное пространство МПС определяется разрядностью МА (это совокупность адресов в ОЗУ, к которым может обращаться МП)
CISC (Complete Instruction Set Computer – процессор с полным набором команд). CISC-процессоры выполняют большой набор команд (200-300) с развитыми возможностями адресации. Большое количество команд усложняет процесс программирования. Команды CISC-процессоров неоднородны по своей структуре и длине, их сложно декодировать, что увеличивает расход аппаратных ресурсов. Регистры CISC-процессоров могут иметь разное функциональное назначение
RISC (Reduced Instruction Set Computer – процессор с сокращенным набором команд). В основе RISC-архитектуры лежит принцип универсальности: структура команд упрощена, инструкции имеют фиксированную длину, регистры однородны по функциональному назначению. Для процессора это означает простоту реализации блока дешифраторов и соответственно более высокую скорость исполнения инструкций. Количество команд – около 50, каждая команда выполняется за один такт процессора. RISC-процессор выполняет 4-5 команд вместо одной, которую выполняет CISC-процессор. При этом команды RISC выполняются в 10 раз быстрее.