Архитектура простейших микропроцессорных систем

Лекция 2

2.1.Архитектура простейших микропроцессорных систем

2.2. Симметричная многопроцессорная архитектура SMP

2.3.Массивно-параллельная архитектура MPP

2.4.Структура однокристального МП, состав и назначение элементов

2.5. Многоядерные микропроцессорные системы

Архитектура простейших микропроцессорных систем

 

Магистрально-модульный принцип построения МПС показан на рис. 1.2.

В МПС все связи между отдельными функциональными блоками осуществляются, как правило, шинами.

Под шиной подразумевается физическая группа передачи сигналов, обладающих функциональной общностью (по каждой линии передается один двоичный разряд информации).

 

 

Рис. 1.2. Простейшая микропроцессорная система

 

Физически шины реализуются в виде параллельных проводящих участков печатной платы или жгутов. Кроме шины данных (ШД), как правило, различают шину адреса (ША) и шину управления (ШУ). Передаваемые по ША адреса формируются в МП. Они необходимы для определения пути передачи данных внутри МПС, в том числе для выбора ячейки памяти, куда необходимо занести или откуда необходимо считать информацию. В определении такта передачи могут принимать участие и управляющие сигналы, подсоединяющие или, наоборот, блокирующие те или иные устройства МПС. В отличие от ША и ШУ шина данных является шиной двунаправленной. Данные по этой шине могут передаваться от микропроцессора к какому-нибудь устройству МПС либо пересылаться в МП от какого-то устройства, доступ к которому обеспечивают сигналы адресной шины. Естественно, что в каждый момент времени данные могут передаваться лишь в одном направлении, определяемом режимом работы микропроцессора.

К основным режимам работы следует отнести: 1) запись данных в память машины; 2) чтение данных из памяти машины; 3) пересылку данных в устройство ввода/вывода; 4) чтение данных с устройства ввода/вывода; 5) выполнение операций с содержимым внутренних регистров микропроцессора. При реализации последнего режима внешние по отношению к МП шины МПС не используются, т. е. все действия происходят внутри МП. Реализация первых четырех режимов оказывает определяющее влияние на работу шины данных. Работа по реализации любой программы МПС, построенной по типу архитектуры с тремя шинами, состоит в выполнении следующих действий для каждой команды программы:

1. Микропроцессор формирует адрес, по которому хранится код операции команды, переводя в соответствующее состояние шину адреса.

2. Код операции считывается из памяти по сформированному адресу и пересылается в микропроцессор.

3. Микропроцессор дешифрирует (идентифицирует) команду.

4. Микропроцессор настраивается на выполнение одного из перечисленных выше пяти основных режимов в соответствии с результатами дешифрирования считанного из памяти кода команды.

Перечисленные выше пять режимов являются основными, но не единственно возможными. Существуют и другие, но они будут рассмотрены при изучении конкретного микропроцессора.