Герасимов В.Г. (ред). - Электрические измерения и основы электроники (1998) (529641), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Такие сигналы упрощают формирование различного рода стробнрующих импульсов в промежутке между двумя тактовыми импульсами. Для МП без встроенного генератора вы||ускают специальные ИС, например, генераторы тактовых сигналов З4! КР580ГФ24 и 18284, генераторы двухфазной счнхронизации МС6870 МС6871, МС6875 и др.
Отметим, что в пределах одного семейства ~ц~ могут выпускаться модификации, рассчитанные на разные тактр вые ч оты Очсв дно, о едленные МП нс мо у использова я на более высоких частотах. Для многих быстродействующих МП также существ, ет ограничение н на нижнее значение тактовой частоты. Это связан„ тем, что применяемая в них динамическая память постоянно требу, хотя бы одной регенерации в течение определенного отрезка времещ, превышение которого может привести к потере информации. Еще один тип генератора импульсов может потребоваться для полчче ния в МС отсчетов реального времени.
Обычно для этого использую свой "часовой" кварц и различного рода ИС таймеров, на основе которых выполняются схемы часов реального времени. ИС программн. руемого таймера (К580ВИ53) имеется и в составе отечественного МП комплекта серии К580. Среди зарубежных таймеров известны КМОП-таймер 555 (например, 1СМ75551РА), в 1ВМ-совместимых ПЭВМ раньше таймер выполняли на микросхеме 18254, а сейчас в большинстве случае применяют часы реального времени МС146818А.
Ранее речь уже шла о микроконтроллерах (относительно несложных специализированных МС для различных систем управления ). Для применения в составе любых более сложных МС разработано много ИС различных контроллеров*, но здесь остановимся только на двух известных их видах — контроллеры прерываний и прямого доступа в память, Как известно, в любой фиксированный момент времени МП может обслуживать только одно собьггие, а при обслуживании многих ВУ используется прерывание по их приоритету. Не исключена такая ситуация, что в некоторый момент времени одновременно поступят запросы на прерывание от нескольких ВУ или ИС ввода/вывода.
ОС' контроллера прерываний помогает основному МП в этой нелегкой задаче, устанавливая каждому из всех ВУ определенный уровень важности(приоритета). В первых компьютерах семейства 1ВМ для этих целей использовалась ИС 18259 (отечественный аналог КР580ВН59), которая имела восемь входов для приема сигналов прерывания, но путем каскадного соединения таких же ИС допускала увеличение их числа до 64. Среди других контроллеров прерываний отметим также ИС МС8507 фирмы "Мо1ого1а' Контроллеры прямого достчпа в память (0МА — 01гес1 Меп~огу Ассеы) помогают ВУ генерировать адреса ячеек памяти и обеспечивают занесение в ннх данных без участия МП.
Известно достаточно много ИС контроллеров ПДП, среди наиболее популярных из них — разработк" * От слова соп1го1 (англ.) — управлять. 342 фирмы "1п1е1" 18237, 18257 и более совершенная ИС 182258, РМА 78016, отечественная ИС КР580ВТ57 и др. В 1ВМ-совместимых компь,отерах для этой цели довольно долго использовалась четырехканальная ИС 18237, один из каналов которой использовался для регенерации динамической памяти, два других — для управления передачей данных от дисководов гибкого и жесткого дисков, и только один канал был доступен для дополнительного оборудования. Последующие модели ПЭВМ этого семейства уже имели семь каналов ПДП, что достигалось каскадным включением двух ИС 18237.
В современных разработках описанные выше вспомогательные ИС и контроллеры, как правило, уже нс используются. а все их функции реализованы в одной СБИС, обеспечивающей со своими предшественниками полную программную совместимость. В качестве примера можно привести СБИС периферииного контроллера 82С206. Функционально она заменяет два контроллера прерываний типа 18259, два контроллера ПДП типа 18237, таймер типа ~8254, часы реального времени и дополнительные 100 Байт КМОП ОЗУ статического типа. Вопрос 7.11. Каково принципиальное отличие параллельного и последовательного ввода/вывода '? Варианты ответа: 7.11.1.
Они различаются длиной н числом жил кабеля связи. 7.11 2. Они различаются используемым оборудованием и типами применяемых ИС . 7.11 3. При параллельном методе информация передается и принимается одновременно байтами, а при последовательном поочередно битами. Вопрос 7.12. Чем объяснить использование в стандартных интерфейсах более одного порта '? Варианты ответа 7. 12. 1. Большим объемом передаваемой информации. 7.12.2 Стремлением ускорить темпы передачи информации. 7.12.3.
Необходимостью обеспечить функции управления процессом лередачиданных и контроля состояния внешнего устройства Вопрос 7.13. В каких из следующих случаев целесообразно применение метода ввода/вывода с прерыванием? Варианты ответа: 7 13.1 МП обслуживает одно внешнее устройство 7.13.2 МП обслуживает одно устройство ввода и одно устройство вы- вола 343 Сферы применения микропроцессоров безграничны, а мир микропр цессорной техники неисчерпаем хотя бы потому, что с каждым годо~ появляются все более совершенные ее представители, для эффективного использования которых требуется изучение принципов построения совр .
менных аппаратных и программных средств. Прогресс в области разра„ ботки новейших аппаратных средств во многом обязан последним дости. жениям в технологии изготовления ИС, что позволило более чем в 4 раза (с 1.5 до 0,35 мкм) снизить технологические нормы для линейнъх размеров КМОП-транзисторов, обеспечив фантастическую плотность их размещения на одном кристалле. Одновременно это позволило су щественно увеличить тактовые частоты. В настоящее время уже въшус каются МП, работающие на внешней тактовой частоте 200 мГц, а в недалеком будущем представляются вполне реальными тактовые частоты ло 500 мрц При достижении столь высоких скоростных показателей МП стало очевидным, что возможности дальнейшего увеличения производительности современных МС в рамках классической архитектуры уже практически исчерпаны В настоящее время они принципиально ограничиваются последовательной выборкой команд и данных из памяти.
Один из способов увеличения пропускной способности шины данных состоит в увеличении числа параллельно передаваемых по ней битов, поэтому скорее всего МП нового поколения будут 64-разрядными, хотя на пути их конструктивного оформления уже сейчас встречаются определенные трудности Среди новейших архитектурных решений МС наибольшие надежды связывают с отказом от классической (последовательной) модели вычислителя и переходом к так называемым парпллельныч вычислениям.
При параллелъных вычислениях применяется разбиение основной программы на составные части, которые могут выполняться отдельными МП классической структуры одновременно и независимо друг от друга. В нужные моменты времени готовые результаты таких параллельных вычислений передаются еще одному такому же МП, который проделывает с ними необходимые операции и, при необходимости, для продвижения к конечному результату может вновь обращаться к группе параллельно работающих МП Теоретически подобная конфигурация при увеличении числа параллельно работающих МП обеспечивает линейный рост производительности всеи системы Одним из первых элементов нового семейства таких ИС, предназна ченных для построения МС с параллельными вычислениями, стала въшУ- 344- щенная в конце 1985 г.
английской фирмой "1птоз" КМОП ИС тршкпьютера~ Т414 (более совершенная ее версия — Т800). В ее состав входят 32-разрядный МП, ОЗУ на 2 Кбайта и четыре линии связи, позволяющие с очень высокой скоростью передавать сообщения в другие транспьютеры. При тактовой частоте 5 мГц транспьютер Т414 может выполнять до 10 млн операций в секунду. Помимо основного транспьютера Т414 (Т800) фирма "1ппюз" также предлагает несколько ИС вспомогательных транспьютеров, среди которых арифметический транспьютер Е424, графический транспьютер О412, транспьютер контроллера жесткого диска М212 и др. В МС с новой нетрадиционной архитектурой используется матричньш принцип соединения транспьютеров, согласно которому каждый из них располагается в ячейках матрицы и своими четырьмя линиями связывается с транспьютерами в соседних ячейках. В такой МС отдельные части процесса (исполняемой программы ) выполняются параллельно различными транспьютерами, и поэтому, чем больше матрица, тем выше производительность системы.
По сообщению фирмы "1пшоз", производительность сети из 256 транспьютеров даже превышает возможности большой машины. Конечно, не всякие алгоритмы допускают их простое расчленение на параллельно выполняемые части, но это отдельная задача, решение которой возможно методами бурно развивающейся теории параллельных вычислений. КОММЕНТАРИИ К ПРАВИЛЬНЫМ ОТВЕТАМ НА ВОПРОСЫ ГЛ. 7 7.1.4. Переход к каждому следующему поколению ЭВМ характеризуется применением новой элементной базы и/или принципиально новыми архитектурными решениями. Наиболее важной чертой ЭВМ четвертого поколения стало широкое использование микропроцессоров, поскольку ИС средней и частично высокой степени интеграции к тому времени уже использовались в лучших, более ранних моделях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
