Дж.Хиллбурн, П.Джулич Микро-ЭВМ и микропроцессоры (1979) (1092080), страница 21
Текст из файла (страница 21)
При производстве микропроцессоров используются р-, л-МОП, КМОП и биполярная технологии. Первые микропроцессоры были построены на р-МОП схемах. Для машин этого класса минимальное время командного цикла обычно составляет 4 — 13 мкс. При использовании и-МОП-кристаллов достигаются более высокий уровень интеграции и большее быстродействие. Обычное минимальное время командного цикла в этом случае 2 — 5 мкс. Для работы в условиях малой потребляемой мощности предназначены КМОП- приборы, для которых типичное время цикла составляет 6 мкс.
Наибольшее быстродействие микро-ЭВМ достигается при использовании биполярной технологии. В данном случае время цикла лежит в интервале 0,3 — 1 мкс. Следует заметить, что время выполнения некоторой заданной программы не обязательно определяется временем цикла команды. Часто гораздо большее влияние на эту величину оказывают структура машины и набор команд. Архитектура микро-ВВМ 135 ПРЯМОЙ ДОСТУП К ПАМЯТИ В равд. 4.1 отмечалось, что все входные данные обычно посту- лают в аккумулятор, откуда они могут быть пересланы в память.
Такой порядок обмена может привести к значительным затратам времени при передаче больших массивов данных, поскольку для одной пересылки типа устройство ввода — память либо память— устройство вывода требуется выполнить несколько команд. Для решения этой проблемы в некоторых микро-ЭВМ предусмотрена возможность прямого доступа к памяти, минуя ЦП. Про такие маапины говорят, что они имеют прямой доступ к памяти (ПДП). Для обеспечения ПДП необходимо отключить ЦП от шины адреса памяти и шины данных.
Это достигается путем временной приостановки выполнения операций в ЭВМ (состояние «Блокировка>) и отключения ЦП от шин при помощи вентильной схемы с тремя состояниями. Передача адреса на шину адреса памяти л данных на шину данных в процессе выполнения ПДП-передачи данных осуществляется с использованием внешних логических схем. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА МИКРОПРОЦЕССОРОВ В некоторых микропроцессорах для увеличения длины слова предусмотрена возможность организации параллельной работы нескольких процессоров. К устройствам такого типа относится 2-разрядный центральный процессорный элемент 1п1е! 3002. При соединении, например, восьми таких устройств можно получить 16-разрядный микропроцессор.
Машины этого класса называются процессорами с разрядно-модульной организацией. Каждый модуль включает секции регистров, АЛУ, разряды состояния и стековую память 128]. При параллельной компоновке устройств получается процессор с требуемой длиной слова, набор команд которого формируется пользователем микропрограммным путем. Недостатком подобного подхода является то, что изготовитель в этом случае не,может разработать программное обеспечение системы.
Процессоры с разрядно-модульной организацией поставляются в 2- и 4-разрядном исполнении. ЛИТЕРАТУРА 1. НШ Р., Лг., Ре!егвоп О. К., Р!Кца! Зуыегпв: Нагажаге Огяап(хапоп апа РеМяп, %псу, Ы. У., 1973. 2. Бсьицв О. %., Яа)! К. 'йг., Мсраг!апа Н. 1., Лг., А Ои!6е То (Лв!пя Ь51 М1сгоргосеввогв, Сопгри!ег, 6, № 6, 13 — !9 (Липе, 1973). 3. Ноц К.
%., 1.епюв М. К., Сиггеп! М!сгосогпри!ег АгсЬИесшге, СогприГег Рев!яп, 13, № 2, 66 — 73 (ГеЬ. 1974). 4. Бс1ппЫ Н., Мопопбпс Ргосеввогв, Сопгри!ег Реяяп, 13, № 10, 87 — 95 (Ос!. 1974). 5. Ма!еу О. А., Не!Ьяе!1 М. Р., 1п!гоаис!Ып !о РЬТИа) Согпри!егв, Ргепнсе-Нап. 1пс., Епя!еяооа СИ!(в, Ы. Л„1968. 136 Глава 4 6. Рама 8., Зе1еспоп апй АррИсапоп о1 Зеписопйк1ог Мегпопев, Соглри!ег Реиял, 13, № 1, 65 — 77 (лап. 1974).
7. ьиесйе б., Мгве Л. Р., Сагг %. !ч., Зеписопйис1ог Мепюгу Реыяп апй АррпсаИоп, Мсбгатч-НИ1, М. У., 1973. 8. Кояйч б., Гасив оп Зеш!сопйис1ог Мешопев, Е!ес!гонге РеМдл, 19, № 19, 50 — 63 (Зер1. 1971). 9. ГгоЬшап-Веп1сЫгоигвйу Р., А Гипу Ресойей 2048-ВИ Е!ес!гкапу РгоягапппаЫе ГАМОЗ Кеай-Оп!у Мепюгу, ГЕЕЕ /оигла! о! Зо1Ы 5!а!е Сасш!я, 5С-В, № 5, 301 — 306 (Ос1. 1971).
10. МП!гпап Л., На!Ыав С. С., 1п!енса!ей Е!ес1гопкя: Апа!он апй Р!нна! С)гсш(в апй Зув1ешв, Мсбгатч-НП1, Х. У., !972. 11. Кпеу %. В., Зеписопйис1ог Мешопев Аге ТаЫпн очег Ра1а-81огаие АррнсаИопя, Е!ес!гол!ся, 46, № 16, 75 — 90 (Аия. 1973). 12. Са!еЬопа 8., (Ье ТЬгее-81а1е 1оВйс чбй Соппйепсе, Е!ес!гояйс Ряв(йл, 20, № 14, 70 — 72 (Ли!у 1972). !3.
ТЬе 1п1е! Мешогу Рева НапйЬоо1г, !п1е1 Согр., Зап1а С!ага, Са!П., Аия. 1973. 14. КоеЫег Н. Г., Айчапсев !и Мешогу Тесйпо1ояу, Соглри!ег Реядл, 13, № 6, 11 — 77 (йипе 1914). !5. Кгоеяег Л. Н., Ггее Уоиг Мепюгу ЗуМегп 1гош йе Ранье 1Ьа1 Ке!геьЬев, Е!ее!гол(с Ргойис!я, 15, № !О, 73 — 75 (МагсЬ 1973). 16. Ноп М. Е., 3г., ТЬе 1103 — 1024 Мегаогу ВИя оп а СЫр (йгее-раг( зепев), Е!ес!гол(с Рея(йл, 20, № 2, 40 — 45; № 4, 76 — 81; № 5, 50 — 53 (Лап.— МагсЬ 1972). 17. %а1йег Т.
К., Рупаш1с Ы-МОЗ КАМ чмй Яшрппей Ке(гевь, Сошри!ег РеЫдл, 12, № 2, 53 — 58 (ГеЬ. 1973). 18. Оай!л Г. С., М!сгосошрйегв: Ргош!вея апй РгасИсея, 1974 !ЕЕЕ ИЧТЕКСОЫ, МагсЬ 26 — 29, Ыетч Уогй № У., Магсй 26 — 29 1974. 19. Когп б. А., М(шсошри1егз 1ог Епя!пеегз апй Зс!еппв(я, Мсбгатч-НП!, Ы. Тн 1973. 20. МСЗ-8 Аввешыу Еапяиаие Ргоигашш!пя Манив!, 1п1е! Согр., (чоч. 1973. 21. Яшпа М., Гаяи!п Г., 1и ЗшпсЬ 1о Ы-МОЗ М!сгоргосеввог бей а 2-рв Сус!е Типе, Е!есмолкя, 95 †1 (Арп! 1974). 22. %ептшап С., М!и!согпри(ег Зуйегав Ягисйге, 1гпр!егпеп1апоп апй АррИсаИоп, РгепИсе-НаП, 1пс., Епн(етчоой СИЛз, № й, 1974.
23. Зоисе1« В., М!пкошргйегв ш Ра1а Ргосевв!пя апй Япш1апоп, %Пеу 1п1егвс)епсе, !Ч. У., 1972; есть русский перевод: Соучек Б., Мини-ЭВМ в системах обработки информации, изд-во «Мир», М., 1976. 24. Реншеуег Р. 1, 1ои!с Реыдп о1 Р!Ипа) ЗуМешя, Ануп апй Васоп, !пс., Воя!оп, 1971. 25. ашетт!в Р. К., Яепа %. К., М(сгоргосевяогв ог Капйош Бои!с? Е!есйол!с РеМял, 21, № 18, 106 — 110 (Зер1.
1973). 26. Коьпеп Т., Р(нпа! Сггсшй апй Релсеь, РгепИсе-Нап, 1пс., Епн!етчоой СИ!!я, Х. Л., 1972. 27. МсРеппон Л., Зиййеп!у ЕчегуЬойу 1в Вш!аПпя М!сгоргоягапппей Согпрйегв, Е!ес!гол!с Реь(йл, 19, № 24, 23 — 28 (Ыоч. 1971). 28. Зпуйег Г. б., ТЬе М(сгоргосеввог Зйайе-ОиИ Р(й!!а! Рея!ал, 4, )ь" 9, 20 — 22 (Зер!. 1974). УПРАЖНЕНИЯ 4.1. Объясните различие между ЭВМ Принстонского класса н ЭВМ Гарвардского класса.
4.2. Во многих ЭВМ Гарвардского класса в качестве памяти команд используется ПЗУ. Какие проблемы возникают прн этом в процессе разработки программ? А ркитектрра микро-ЭВМ 137 4.3. В резистивном ПЗУ (рис. 4.8) хранятся четыре 4-разрядных слова. Какое слово записано по адресу а) 00 б) 01 в) 11 4.4. Любую комбинационную схему можно реализовать при помощи ПЗУ. Рассмотрим ПЗУ 16Х4. Какой набор нулей и единиц следует хранить в ПЗУ, чтобы реализовать следующие функции: а) )о=(АЛ В)'у' (СЛР)УС б) Р=А'~I(С/~В)~/Р в) Р=А ® (В® С) 4.5.
Сколько булевых функций четырех переменных можно хранить в следующих ПЗУ: а) !6Х4 в) 32Х8 б) 32Х4 г) 256Х8 4.6. Какое минимальное количество входных и выходных зажимов необходимо для следующих ПЗУ: а) 256Х4 в) 512Х8 б) 256Х8 г) 1024Х4 4.7. а) Объясните различие между статическим и динамическим ОЗУ. б) Что означает понятие «не сохраняющий информацию при выключении электропитания»? 4.8. В аккумуляторе 8-разрядного микропроцессора записано число Сб~е, а разряд переноса установлен в состояние 1.
Определить содержимое аккумулятора после выполнения: а) двух команд ЦИКЛИЧЕСКИЙ СДВИГ ВЛЕВО б) трех команд ЦИКЛИЧЕСКИЙ СДВИГ ВПРАВО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРЯДА ПЕРЕНОСА в) команды ОБРАЗОВАТЬ ДОПОЛНЕНИЕ АККУМУЛЯТОРА г) команды ОСУЩЕСТВИТЬ ДЕСЯТИЧНУЮ КОРРЕКЦИЮ АККУМУЛЯТОРА д) операции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ содержимого аккумулятора с самим собой. 4.9. Счетчик команд микропроцессора содержит число 554м, а в стеке записано число 707~о. Каким будет содержимое счетчика команд и стека непосредственно после выполнения команды ПЕ- РЕХОД к подпрограмме по адресу ЗАРЫ? Пусть теперь выполи ются две команды ВОЗВРАТ в основную программу. Что буд записано в счетчике команд? 4.10. Объясните следующие термины: а) прямая адресация; б) косвенная адресация по регистру; в) страничная относительная адресация; г) адресация с индексированием.
Глава 5 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 5.1. ВВЕДЕНИЕ В гл. 4 были рассмотрены вопросы аппаратной реализации микро-ЭВМ. Настоящая глава посвящена их программному обеспечению. Как известно, программа состоит из последовательности подробных инструкций — команд вычислительной машине, которые хранятся в памяти машины и выбираются для исполнения по мере необходимости. Поскольку в памяти может храниться только двоичная информация, то команды должны быть представлены в двоичной системе счисления.
Подобная форма написания программы, как уже отмечалось, называется машинным языком. Ниже будет рассмотрен пример составления типичной программы на машинном языке и указаны неудобства, присущие программированию на таком языке. Символические языки программирования представляют команды и адреса при помощи алфавитно-цифровых символов; принятые символы имеют мнемонический смысл, что облегчает их запоминание. Чтобы можно было хранить в памяти и вызывать для выполнения на ЭВМ программу, составленную на символическом языке, ее необходимо перевести (транслировать) на машинный язык. Трансляция выполняется при помощи специальной программы, называемой ассемблером.
Программа на символическом языке (его также называют языком ассемблера) состоит из совокупности операторов, каждый из которых после трансляции переводится, как правило, в одну машинную команду. Для облегчения процесса написания программ были разработаны языки программирования высокого уровня, в которых отдельные операторы обозначаются примерно так же, как их пишут на естественном языке (например, английском) либо на формальном математическом языке. Большое число таких языков используется при составлении программ для мощных ЭВМ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
