Лекция №3 (Лекции и презентации для подготовки к экзамену)

Лекция №3

Внутренняя архитектура МП-систем

Микропроцессор выполняет поток поступающих на него команд (может и параллельно).

Обобщённая структура МП:

Шинный интерфейс:

Интерфейс через общую шину:

Шинная организация требует общего единого интерфейса. Монополизация шины каждым устройством. Неисправность на шине блокирует работу всех устройств.

Согласование выходных каскадов:

1) ТТЛ-схемы с двумя состояниями:

2) каскад с общим коллектором:

3) буфер с тремя состояниями:

Шины МП-системы:

Стробы – синхросигналы относительно какой-либо конкретной операции.

Сигналы-квитанции – от принимающего устройства к передавшему.

Режимы МП:

1) программный режим обмена информацией. Полностью контролируется ЦП;

2) обмен с использованием прерываний:

- с использованием опроса флага;

- с использованием прерывания. Приостанавливается выполняемая и выполняется переход к обработчику.

3) прямой доступ к памяти. Отключение процессора от режима обмена и специальный контроллер (специализированный процессор) DMA осуществляет обмен между памятью и запросившим устройством (обмен по системной шине идёт без центрального процессора).

Одношинная архитектура:

Двухшинная архитектура:

МП-системы различаются по мощности, по питанию и другое. Основные типы МП-систем:

1) микроконтроллеры;

2) контроллеры. Управляющие МП-системы, выполненные в виде отдельных модулей, для компоновки сложной системы. Могут иметь дополнительную память, ЦАП;

3) микрокомпьютеры. Более развитые средства сопряжения, возможность визуализации данных, присутствует User Interface;

4) компьютер.

Организация обмена информацией

Циклы обмена – цикл записи и цикл чтения. Есть ещё такие: запись-модификация-чтение и запись-пауза-запись.

Цикл обмена – временной интервал, в течение которого происходит выполнение одной элементарной операции обмена по шине. Особое место в этом обмене занимают преобразования и DMA.

Синхронный обмен:

Асинхронный обмен:

Есть ещё с мультиплексированием:

Шина управления является вспомогательной и её разрядность определяется количеством устройств.

Фирма DEC разработала мультиплексированную шину Q-bus:

Для стробирования адреса используется сигнал SYNC, его фронт определяет момент начала подачи адреса на этой шине. Второй стробирующий сигнал DIN определяет, что на шину выставлены данные. Получив сигнал RPLY (обмен произведён), процессор снимает режим обмена.

Ещё есть немультиплексированная шина ISA:

вот тут должна быть эта шина

На этой шине процесс обмена заканчивается без учёта быстродействия исполнителя (при асинхронном обмене).