Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 4. Микрокомпьютеры (1987), страница 66

Поэтому, как уже отмечалось, сейчас наблюдается тенденция выполнять сложные операции с помощью отдельной микроЭВМ, которая программируется специально для этих целей. Одной из известных разработок в этом направлении является серия 8041, которую поставляет фирма 1п1е1, Пользователь, которому требуется реализовать определенную функцию ввода или вывода, программирует такую мик- роЭВМ, а затем, после перехода на массовое производство, заказывает эту схему вместе с ПЗУ соответствующей фирмы. Универсальные периферийные схемы, которые вызывают большой интерес, фирма программирует самостоятельно и затем поставляет их в продажу как специальные схемы для определенных применений. При этом потребитель часто и не подозревает, что покупает микроЭВМ, запрограммированную для решения данной задачи. В следующем десятилетии для микроЭВМ откроются новые области автоматизации, которые 20 лет назад казались совершенно неподходящими для этой цели.

Мы полагаем, что существенно расширится применение микроЭВМ в автомобилях и во всех бытовых приборах. В частности, в автомобилях с помощью микроЭВМ будет усовершенствована регулировка подачи горючего в бензиновом двигателе, что приведет к уменьшению количества СО в выхлопе и расхода горючего. Кроме того, наряду с дальнейшим развитием автомобильных радаров окажется возможным внедрить систему управления, которая позволит избежать аварий в тумане и в условиях плохой видимости. Появится также возможность надежно выдерживать необходимые безопасные интервалы между автомобилями с помощью микроЭВМ, которая будет установлена в каждом автомобиле в обязательном порядке.

7.2. М П 80-х годов Развитие универсальных МП идет в направлении разработки систем 16- и 32-разрядных МП и ЗУ емкостью в несколько мегабайт. Как следует из специальной литературы, конкретные работы в этом направлении уже начаты. Такие ведущие фирмы, как 1п1е!, Мо1ого!а и 211оп, уже поставляют МП, которые имеют ббльшее количество разрядов, больший набор команд и большую емкость ЗУ порядка нескольких мегабайт. Глава 7 398 Высокие цены на новые схемы свидетельствуют о том, что изготовление этих ИС налажено еще не полностью.

Цены на МП 8080, 6800 и 280 после перехода к массовому производству снизились до нескольких долларов за экземпляр. Разработка более совершенных МП не означает, впрочем, что спрос на 8-разрядные МП будет снижаться. Мы уже указывали ряд областей применения микроЭВМ, например массовое производство автомобилей, где, по-видимому, не потребуются более совершенные системы и где необходимо автоматизировать управление процессами с относительно невысоким быст.

родействием. С другой стороны, 8-разрядные микроЭВМ, особенно однокристальные, постоянно совершенствуются. В этих микроЭВМ на одном кристалле, кроме ЗУПВ, СППЗУ и схем ввода-вывода, размещается также ряд периферийных схем, которые позволяют существенно упростить аппаратурное обеспечение- микроЭВМ. Очевидно, что для таких разработок имеется обширный рынок сбыта, потому что они обеспечивают автоматизацию самых различных бытовых приборов, таких, как радио-, телевизионная и видеоаппаратура, стиральные машины, швейные машины и т.

д., а также более специализированные устройства, начиная с бензинового насоса и кончая сложной электронной аппаратурой. В этих применениях быстродействие и ограниченный объем ЗУ часто несущественны. Гораздо большее значение имеют цена и те дополнительные схемы, которые требуются для использования подобной микроЭВМ в качестве управляющего автомата. Если учесть, что цена подобной микроЭВМ составляет несколько долларов, то в настоящее время вполне оправданв использование этих микроЭВМ для решения задач автоматизации и в более сложной игральной и бытовой аппаратуре. 7.3.

16-разрядные МП Как уже отмечалось выше, 16-разрядные МП поставляются несколькими фирмами. Кроме фирмы 1п1е!, которая выпускает МП 8086 и 8088, МП такого же типа выпускают фирмы Мо1ого!а и Ъ!ой под названиямн МС680000 и 78000 соответственно. Эти МП по аналогии с МП 8086 обеспечивают средства для программирования на самом высоком уровне. МП 8086 помещен в корпусе с 40 выводами и может работать в двух режимах, минимальном — с ЗУ на 64 Кбайт и максимальном — с ЗУ на 1 Мбайт. Хотя для этого МП можно применять стандартные периферийные схемы из семействе МП 8080, фирма разрабатывает периферийные схемы, предна- Новые разработки в области микроЭВМ вначенные специально для МП 8086.

В настоящее время уже выпускается специальный процессор типа 8089 для обеспечения ввода-вывода данных, который упрощает разработку систем на базе МП 8086. МП Ъ!оц Е8000 также имеет два режима, однако реализован с двумя различными МП. МП типа 28002, находящийся в корпусе типа 01Р с 40 выводами, обеспечивает прямую адресацию ЗУ емкостью 64 Кбайт в одном из 6 секторов ЗУ. МП 78001, помещенный в корпус типа ИР с 48 выводами, имеет систему выборки с большим числом сегментов. Этот МП обеспечивает адресацию ЗУ емкостью около 8 Мбайт в каждом из шести секторов ЗУ. В качестве периферийных используются схемы из семейства 780, так как соответствующие специализированные схемы находятся пока в стадии разработки.

МП МС680000 фирмы Мо1ого1а находится в корпусе типа 131Р с 64 выводами и имеет раздельные шины адресов и данных. Этот МП обеспечивает адресацию ЗУ емкостью 16 Мбайт без использования специальных методов, таких, как сегментация и разбиение на страницы. МС680000 является микропрограммируемым МП, в который можно довольно просто ввести новые команды, не прибегая к помощи аппаратурного обеспечения, что существенно отличает его от ИС 8086 и 28000, где соответствующие функции реализуются аппаратурными средствами.

В качестве периферийных схем можно применять схемы, разработанные для семейства МС6800. Фирма ХЬ поставляет 16-разрядный МП типа Х516000. НЗ-семейство МП состоит из трех типов ИС, а именно ИС 16008, 16016 и 16032. МП Х516008 и Х$16016 имеют два набора команд, один из которых идентичен набору команд МП 8080А, а другой дополнительный набор содержит ряд усовершенствованных команд, обеспечивающих более оптимальное программирование. В связи с этим наблюдается 20-кратное увеличение быстродействия по сравнению с МП 8080А.

Архитектура МП 16008 включает 8-разрядную внешнюю шину данных и 16-разрядную внутреннюю шину данных. В отличие от МП 16008, как внутренняя, так и внешняя шины данных МП 16016 являются 16-разрядными. Наиболее совершенным МП в этом семействе считается ХЗ 16032 с 32-разрядной внутренней шиной данных и 16-разрядной внешней шиной данных. МП этого типа обеспечивает адресацию ЗУ емкостью 16 Мбайт. Как МП 16008, так и МП 16016 имеют два набора команд, а именно набор команд МП 8080А и дополнительный набор, который был разработан фирмой ХБ. Фирма Т1 объявила о создании новых МП, так называемых псевдо-16-разрядных МП. Эти МП имеют внешнюю 8-разряд- Глава 7 ную шину данных с ограниченными возможностями адресации ЗУ и портов ввода-вывода по крайней мере по сравнению с 16-разрядными МП ТМ59900.

Новый МП размещается в корпусе типа ИР с 40 выводами вместо корпуса с 64 выводами, как это имеет место в ТМ599007. МП 9980 и 9981 являются минимальными вариантами упомянутого выше 16-разрядного МП ТМ59900 с ограниченными возможностями адресации ЗУ на уровне 8К слов вместо 16К. С другой стороны, МП 9985 — это эквивалент МП ТМ89940, однако без ППЗУ. На кристалле МП 9985, кроме МП, ЗУПВ, ПЗУ и схем ввода-вывода, размещено так называемое сверхоперативное ЗУ, которое применяется для временного хранения промежуточных результатов вычислений. Этот МП выпускается в двух вариантах; один с СППЗУ и другой — с ПЗУ, при этом вариант с СППЗУ используется для разработки программ и систем, а вариант с ПЗУ запущен в массовое производство. 12-разрядные МП выпускаются фирмами Нагг!з, 1п1егз!1, и ТозЬ1Ьа.

Фирмы НагНз и 1п1егз1! изготавливают МП этого типа в КМОП-исполнении с набором команд РРР-8, первоначально разработанных фирмой РЕС. Тот факт, что набор команд РОР-8 довольно широко известен в связи с широким использованием ЭВМ РОР-8 и является, вероятно, причиной появления этих 12-разрядных МП. 7.4. МП 1АРХ432 фирмы !п1е1 Из предыдущих глав следует, что МП работают в основном с простыми наборами команд.

С подобными МП можно «разговаривать» на языке высокого уровня только в том случае, если этот язык «переводится» в простые команды МП. Такой процесс носит название компиляции !трансляции). Компиляция выполняется с помощью специальной программы, т. е. компилятор реализован на программном уровне. Очевидно, что если мы сумеем создать МП, работающий на языке более высокого уровня, то компиляция существенно упростится. С увеличением ширины шины данных МП можно передавать все больший объем информации, или, другими словами, МП будет переходить на более высокий интеллектуальный уровень, так что можно будет обращаться к системе на языке все более высокого уровняя.

Вполне реально поднять этот уровень настолько, чтобы с МП можно было общаться непосредственно на языке высокого уровня без посредничества компилятора. Возможен также вариант промежуточного решения с более интеллектуальным МП и компилятором, который располагается на том же кристалле, так как многие языки программирования имеют несколько диалектов. В области языков программирова. Новые разработки в области микроЭВМ 401 ния нет своего «эксперанто», поэтому соответствующие системы должны быть приспособлены для работы с многими языками н диалектами, так что комбинация компилятора с ограниченными возможностями и языка высокого уровня является весьма рациональным вариантом.

МП 1АРХ432 является системой с высоким интеллектуальным уровнем в отношении машинного языка. При этом центральный процессор рассматривается как черный ящик. Мы не можем получить извне доступ к внутренним регистрам, а также управлять работой других внутренних элементов, как это имеет место в стандартных 8- и 16-разрядных МП. Интерфейс с системой на уровне аппаратурного обеспечения можно осуществить только через магистральную шину. При управлении системой нельзя выполнять какие-либо операции с битами в регистре, зато можно осуществлять операции с программируемыми объектами вроде ОС, которые имеют более высокий уровень сложности и с которыми могут общаться программисты, более опытные и квалифицированные, чем простые схемотехники.