Boit_K__Cifrovaya_yelektronika_BookZZ_or g (773598), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Перед каждым новым процессом вычисления команды должны вводиться заново. Это требует много времени и на практике едва ли выполнимо. Представьте себе управление станком, в котором перед каждой операцией нужно было бы вводить сорок 8-битовых команд с клавиатуры. Никто не будет покупать такую машину. 15.5. Программно-управляемый упрощенный компьютер Аккумулятор с памятью можно значительно улучшить программным управлением.
Программное управление состоит из памяти программ, устройства ввода и счетчика команд. После применения этих дополнительных модулей из аккумулятора с памятью получается упрощенный программно-управляемый компьютер (рис. 15.13). Перед началом процесса загружается программа. Первая команда поступает на входы В '.
Импульсом на порт Т, выдается сигнал загрузки. Команда будет записана в память программ. Тогда на входы В* подается (Тзгт (ги т Рие. 15.13. Структура простого программируемого калькулятора. (акр г гр.м р рр р х ° р К Ф Ф го с а с В с сл М а о ! Р с а О. о Х Ф е Ф о Б с Ф ОЭ 3 $ й $**8 х о ш а Сг л сг го о х х и Щ ! И ! Щ ! Я!! ! й О хг М 83 ср Л ср :в Ф а $ 8 О. Б В Б $У о Яс $Ф с Ф Е 8 $ В о Я Ф сл 6 а Й л Ф й Ф Л Хо. С я юр 8 о Р ~Ф ал $5 Я Ф с лО с о О Л Ф с ф гК 3 Б Е р с х л Ва $ $ М ~ 83 о Ф $ ЕО г- с о с о ~~ Е Ф ~ о ао Ф й $ Б й$ б~ фВ я а с $ ! Я гс ш р Зф с Ь о * о М аф о $ Б С с 1В $~лс д Ф Ц$8 гс с а ш Ф 8 Л 2-я команда и таким же способом записывается.
После 2-й команды следует 3-я и так далее. Команды загружаются в той последовательности, в которой их потом нужно запускать. При этом не должна возникать путаница. Если все команды программы загружены в память программ„можно начинать их исполнение. Сигнал старта дается импульсом на вход о счетчика команд. Теперь счетчик команд вызывает первую команду из памяти программ. Команда подается на входы от (~ до о', и от А, до А, и запускается.
Затем счетчик команд вызывает вторую команду из памяти программ. После выполнения второй команды будет загружена и выполнена третья команда. Так отрабатывается вся программа команда за командой. После выполнения всех команд счетчик команд должен быть остановлен.
Для этого требуется следующая команда„так называемая команда останова (НЬТ). 4-битовая комбинация номер 15 (1111) еще свободна (см. рис. 15.9 и рис. 15.12). Эта комбинация выделяется команде НЬТ. Программно-управляемый упрощенный компьютер располагает теперь 15 командами, которые представлены на рис. 15,14. Программно-управляемый упрошенный компьютер позволяет проводить сложные процессы счета. Команды запускаются строго в последовательности ввода. Это не всегда желательно.
Часто хотелось бы иметь передачу управления команды, т. е. возвращаться, например, после 35-й команды снова к 10-й команде и отработать промежуточные команды еще раз или после 20-й команды перейти к 45-й команде. Таких возможностей программно-управляемый упрощенный компьютер не предоставляет. 15.6. Микропроцессоры Если усовершенствовать программно-управляемый компъютер (рис. 15.13) так, чтобы он был в состоянии проводить перемещения по программе, получится микропроцессор, который будет универсальным модулем для любых задач управления и расчетов.
Ядро микропроцессора составляют АЛУ, счетчик команд, регистры и системы управления. Микропроцессором называется не полностью программно-управляемая счетная схема, которая предназначена для задач управления. Основной задачей микропроцессоров является управление. Но для управления требуются также и расчеты. 15.6.1. Виды микропроцессоров Существует много различных видов микропроцессоров с разными свойствами. В настоящее время производятся примерно 60 типов микропроцессоров. Все они состоят из одной-единственной микросхемы.
Микропроцессоры производятся исключительно в виде микросхем. Исполъзутотся, как правило, Р1Р-корпуса с количеством выводов до 40. Микропроцессоры характеризуются следующими свойствами: (42т Г !5.н т нч т 1. Длила слова Длина слова указывает, сколько бит могут обрабатываться параллельно, т. е. количество бит входных и выходных данных. Существуют 4-битовые, б-битовые, 16-битовые и 32-битовые микропроцессоры. 3.
Технология (семейство схем) Микропроцессоры производятся в основном в МОП-исполнении. В этой технологии возможна максимальная степень интеграции. Могут быль построены достаточно сложные схемы. Существует также небольшой ряд биполярных микропроцессоров, которые принадлежат к семейству ТТЛШ. Они работают очень быстро и имеют относительно простую структуру. Среди МОП-процессоров основу составляют Ф-МОП процессоры.
Они потребляют мощность от 0,5 до 1,5 Вт. Реже используют КМОП-тип, их преимуществом является крайне малое энергопотребление — от 1 до 5 МВт. Различают статические микропроцессоры и динамические микропроцессо- Лсгическов семеаотво (технология! Длина слова в битах Количество кОманд Время цикла в мкс Тил Лроивводитвль Ьае! !о,о ЫМОЗ 50 8ОЗО Д !и!В1/З!отела 78 2,0 НМОЗ !п!е1/31!пепе 8085 1,з 80 1пМгэ! Мо!ого1а 1М 8!00 М 8800 87 2,5 СМОЗ 2,0 йа!. Зерно.
ЗСМР 2,0 РМОЗ/Ь!МОЗ 28О 28оо 1,о !пте! вове !8 !35 СМОЗ 0,5 Мотого1а 68000 !8 О,з СМОЗ/ЫМОЗ тмз ззоо Техаа 1пиг. !8 80 ЫМОЗ 7,5 1пге! шо о,з СМОЗ Мотого1а Ма!. Зато!с. СМОЗ/ЫМОЗ ММОЗ 88О2О 0,4 !зо о,з Регагцгп 1пте! ЫМОЗ/СМОЗ О,ОЗ Рас. 15.15. Таблица основных микропроцессоров. 2. Скорость вычислений При сравнении скорости вычислений сравнивают друг с другом так называемую длительность цикла обработки. Под длительностью цикла обработки понимают время, которое требуется для параллельного сложения двух двоичных чисел и для ввода — вывода этих чисел из/в память.
Обычно цикл длится от 1О мкс до 0,1 мкс. 55.4.ж р р ц р 42ф ры. Статические микропроцессоры имеют статическое ОЗУ и не нуждают- ся в регенерации. Динамические микропроцессоры имеют динамическое ОЗУ. Они нуждаются в регенерации. 4. Сися)ема номаид Количество команд характеризует производительность микропроцессора.
Также важен состав этих команд. Удачно подобранные команды дают в итоге большую производительность. По данным производителей, число команд варьируется между 46 и 158. В таблице на рис. 15.15 представлены некоторые часто используемые микропроцессоры и их свойства. 15.6.2.
Микропроцессор ВАВ 8080А А, А, А„ А А, Ацрес Аи Эвмл» (минус) ВНО о, о, О. о, о. ИнфОрмационные ВВОДЫ Адресные шины -б В ДЕБЕТ НОШ гдт В2 5НТЕ ОВН а!и БУМС +б В Напряжемие питания СбРОС Остановка Поз!!навине Такт 2 Разрешение прарыванмя Ввод данных Вывод двнмых Сигнал синхронизации Напряжение питания +22 В Напряжамие питания А, А Лдресмые шины А УГНТ Сигмал ожидвмия НЕАОУ Сигнал готовности Ш ! Такт! Нотд Сигнал выхода Рас.
15.16. Цокслеака микропроцессора 8АВ 8080А (згептепв). Микропроцессор 8080А выпускается в настоящее время в больших количествах и превратился в своего рода стандарт для микропроцессоров. Он производится 1пге1, Яешепз и другими. Яешепз-обозначение — БАВ 8080А. Микропроцессор БАВ 8080А является 8-битовым микропроцессором в Ф-МОП-технике с длительностью обработки цикла 2 мкс. Система команд содержит 78 команд (см. табл. на рис.
15.15). Микропроцессор ТТЛ-совместим и выпускается в ТК1-БТАТЕ-технологии, то есть информационные входы и выходы, а также адресные выходы могут принимать, кроме уровней Ь и 22, еще и высокоомное (выключенное) состояние. ОЗУ микропроцессора БАВ 8080А являются памятью динамического типа, требующей обновления. Обновление происходит с сигналом синхронизации. Микропроцессор БАВ 8080А выпускается в 40-полюсном 1)1Р-корпусе. Цоколевка показана на рис.
15.16. Вводы с 3 до 10 являются информационными. Они являются выходами и входами 8-битовых шин данных (см. гл. 11, разд. 11.4). Зги шины являются двунаправленными. Они могут как вводить, так и выводить данные. ~~~426 Глава 15. Микропроиеееоры и микрокомпьютеры Микропроцессор имеет 16 адресных выходов. Могут быть выбраны 2" = 65 536 различных адресов, т.
е. микропроцессор может адресовать внешнюю память объемом до 64 килобайт. По каждому адресу может находиться 1 байт = 8 бит. Дополнительно еще есть адреса для управления модулями ввода и вывода. Вместо устройства памяти на 64 килобайта могут быть подключены несколько малых блоков памяти. При этом безразлично, идет ли речь об ОЗУ, ПЗУ или ППЗУ. Адресными выходами служат выводы корпуса 1, 25, 26, 27, 29 до 40 (рис. 15.16).
Они связаны с адресной шиной. Другие выводы нужны для питания и управления микропроцессором. Напряжения питания: +12 В (порт 28), +5 В (порт 20), — 5 В (порт 11). Землю нужно подключить к порту 2, Микропроцессор нуждается во внешнем тактовом генераторе (генераторе синхронизирующих импульсов), который производит два различных такта — такт 1 и 2 (такт 1 в порт 22, такт 2 в порт 15). Через вход КЕБЕТ (порт 12) счетчик команд ставится на О. С 0-сигналом в порту НОЬО (порт 13) микропроцессор делает паузу.
В это время могут вводиться или выводиться данные. Выводы 1ХТ (порт 14) и 1ХТЕ (порт 16) служат для прерывания работы программы и продолжения работы программы. Сигнал на входе РВ1Х (Рага В~Б 1п) показывает, что на шине данных находится инфоумация для ввода. Данные могут быть введены в микропроцессор. Порт ИМ выводит 0-сигнал до тех пор, пока данные не будут переписаны из внешней памяти. БЪ'ХС-порт выдает синхронный сигнал, когда начинается новый операционный цикл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
