Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


јрх≥тектура м≥кропроцесор≥в




ѕон€тт€ арх≥тектури м≥кропроцесора визначаЇ його складов≥ частини, а також зв'€зки та взаЇмод≥ю м≥ж ними. јрх≥тектура м≥стить:

1) структурну схему самого ћѕ;

2) програмну модель ћѕ (опис функц≥й рег≥стр≥в);

3) ≥нформац≥ю про орган≥зац≥ю пам'€т≥ (Їмн≥сть пам'€т≥ та спо≠соби њњ адресац≥њ);

4) опис орган≥зац≥њ процедур введенн€-виведенн€.

≤снують два основн≥ типи арх≥тектури - фоннейман≥вська та гарвардська. ‘оннейман≥вську арх≥тектуру (рис. 2.8, а) запропонував 1945 року американський математик ƒжон фон Ќейман.

ќсоблив≥стю ц≥Їњ арх≥тектури Ї те, що програма ≥ дан≥ знаход€тьс€ у сп≥ль≠н≥й пам'€т≥, доступ до €коњ зд≥йснюЇтьс€ по одн≥й шин≥ даних ≥ команд.

√арвардську арх≥тектуру вперше реал≥зовано 1944 року в релейн≥й обчислювальн≥й машин≥ √арвардського ун≥верситету (—Ўј). ќсоблив≥с≠тю ц≥Їњ арх≥тектури Ї те, що пам'€ть даних ≥ пам'€ть програм розд≥лен≥ та мають окрем≥ шину даних ≥ шину команд (рис. 2.8, б), що дозвол€Ї п≥д≠вищити швидкод≥ю ћѕ системи.

—труктурн≥ схеми обох арх≥тектур м≥ст€ть: процесорний елемент, пам'€ть, ≥нтерфейси введенн€-виведенн€ (≤¬¬)ѕ¬¬. ѕам'€ть ≥ ѕ¬¬ дл€ р≥зних тип≥в ћѕ можуть бути €к внутр≥шн≥ми, тобто розм≥щуватис€ на тому ж кристал≥, що ≥ процесорний елемент, так ≥ зовн≥шн≥ми.

ѕроцесор≠ний елемент м≥стить рег≥стри, арифметико-лог≥чний пристр≥й (јЋѕ), пристр≥й керуванн€ ≥ виконуЇ функц≥њ обробки даних та керуванн€ проце≠сами обм≥ну ≥нформац≥Їю. ѕам'€ть забезпечуЇ збер≥ганн€ код≥в команд програми ≥ даних. ≤нтерфейси призначен≥ дл€ зв'€зку з ѕ¬¬ (наприклад, з клав≥атурою, дисплеЇм, друкувальними пристро€ми, датчиками ≥нформа≠ц≥њ). ”с≥ елементи структурноњ схеми з'Їднан≥ за допомогою шин.

–озширену структурну схему з процесором фоннейман≥вськоњ арх≥тек≠тури показано на рис. 2.9.

–ис. 2.9. —труктурна схема з процесором фоннейман≥вськоњ арх≥тектури

—хема процесора м≥стить пристр≥й керуванн€, јЋЋ ≥ рег≥стри: адреси, да≠них, команд, стану, а також акумул€тор, л≥чильник команд та вказ≥вник стека.

ѕристр≥й керуванн€ в≥дпов≥дно до код≥в команд та зовн≥шн≥х керува-льних сигнал≥в ≥ сигнал≥в синхрон≥зац≥њ виробл€Ї керувальн≥ сигнали дл€ нс≥х блок≥в структурноњ схеми ћѕ, а також керуЇ обм≥ном ≥нформац≥Їю м≥ж ћѕ, пам'€ттю ≥ ѕ¬¬.

ѕристр≥й керуванн€ реал≥зуЇ так≥ функц≥њ:

1. ‘ункц≥€ початкового встановленн€ ћѕ. «овн≥шн≥й сигнал початкового встановленн€ процесора RESET формуЇтьс€ при вв≥мкненн≥ джерела живленн€ ћѕ або при натисканн≥ кнопки RESET. ” раз≥ по€ви цього сигналу пристр≥й керуванн€ забезпечуЇ завантаженн€ нульового значенн€ у програмний л≥чильник, що ≥н≥ц≥юЇ вибиранн€ з пам'€т≥ байта команди з нульовою адресою. Ќаприк≥нц≥ вибиранн€ вм≥ст л≥чильника команд зб≥льшуЇтьс€ на одиницю ≥ вибираЇтьс€ байт команд з наступною адресою. “аким чином виконуЇтьс€ вс€ записана у пам'€т≥ програма.

2. ‘ункц≥€ синхрон≥зац≥њ. «г≥дно ≥з зовн≥шн≥ми керувальними сигналами ≥ сигналами синхросигнал≥зац≥њ пристр≥й керуванн€ синхрон≥зуЇ роботу вс≥х блок≥в ћѕ.

3. ‘ункц≥€ переривань. ≤з надходженн€м сигналу перериванн€ пристр≥й керуванн€ ≥н≥ц≥юЇ роботу п≥дпрограми обробки в≥дпов≥дного перериванн€. ѕотреба у реал≥зац≥њ функц≥й переривань виникаЇ тод≥, коли п≥д час виконанн€ основноњ програми треба перевести ћѕ на розв'€занн€ ≥ншоњ задач≥, наприклад, обробки авар≥йноњ ситуац≥њ або роботи з ѕ¬¬.

4. ‘ункц≥€ узгодженн€ швидкод≥њ модул≥в м≥кропроцесорноњ системи. ѕ≥д час обслуговуванн€ пам'€т≥ та ѕ¬¬ ≥з значно меншою швидкод≥Їю, н≥ж ћѕ, узгодженн€ швидкод≥њ вир≥шуЇтьс€ генерац≥Їю такт≥в оч≥куван≠н€ ћѕ, а п≥д час обслуговуванн€ пристроњв з б≥льшою швидкод≥Їю, н≥ж ћѕ, використовуЇтьс€ режим безпосереднього доступу до пам'€т≥.

јрифметико-лог≥чний пристр≥й €вл€Ї собою комб≥нац≥йну схему на основ≥ суматора, €кий сигналами з виход≥в пристрою керуванн€ налагоджуЇтьс€ на виконанн€ певноњ арифметичноњ або лог≥чноњ операц≥њ: дода≠ванн€, в≥дн≥манн€, Ћќ√≤„Ќ≈ ≤, Ћќ√≤„Ќ≈ јЅќ, Ћќ√≤„Ќ≈ Ќ≤, ¬» Ћё„Ќќ√ќ јЅќ, зсуву, пор≥вн€нн€, дес€тковоњ корекц≥њ. ќтже, јЋѕ виконуЇ арифметичн≥ або лог≥чн≥ операц≥њ над операндами, €к≥ пересила≠ютьс€ з пам'€т≥ ≥(або) рег≥стр≥в ћѕ.

ќперанд - це об'Їкт у вигл€д≥ значенн€ даних, вм≥сту рег≥стр≥в або вм≥сту ком≥рки пам'€т≥, з €ким оперуЇ команда, наприклад, у команд≥ додаванн€ операндами Ї доданки. ќперанд може задаватис€ у команд≥ у вигл€д≥ числа або знаходитис€ в рег≥стр≥ чи ком≥рц≥ пам'€т≥. ќдержаний п≥сл€ виконанн€ команди в јЋѕ результат пересилаЇтьс€ в рег≥стр або ком≥рку пам'€т≥.

–ег≥стри призначен≥ дл€ збер≥ганн€ п-розр€дного дв≥йкового числа. ¬они €вл€ють собою n тригер≥в з≥ схемами керуванн€ читанн€м/записом та виб≥рки. –ег≥стри створюють внутр≥шню пам'€ть ћѕ ≥ використову≠ютьс€ дл€ збер≥ганн€ пром≥жних результат≥в обчислень.

јкумул€тор - це рег≥стр, у €кому збер≥гаЇтьс€ один з операнд≥в. ѕ≥сл€ виконанн€ команди в акумул€тор≥ зам≥сть операнда розм≥шуЇтьс€ резуль≠тат операц≥њ. ” 8-розр€дних процесорах акумул€тор бере участь в ус≥х опе≠рац≥€х јЋѕ. ” 16-розр€дних ћѕ б≥льш≥сть команд виконуютьс€ без участ≥ акумул€тора, але в де€ких командах (введенн€, виведенн€, множенн€, д≥ленн€) акумул€тор д≥Ї так само, €к ≥ у 8-розр€дних ћѕ, тобто збер≥гаЇ один з операнд≥в, а п≥сл€ виконанн€ команди - результат операц≥њ.

¬каз≥вник команд, або програмний л≥чильник, призначений дл€ збер≥≠ганн€ адреси ком≥рки пам'€т≥, €ка м≥стить код наступноњ команди. ѕрогра≠му д≥й ћѕ записано в пам'€т≥ у вигл€д≥ посл≥довност≥ код≥в команд. ƒл€ переходу до наступноњ команди вм≥ст л≥чильника зб≥льшуЇтьс€ на одини≠цю у момент вибиранн€ команди з пам'€т≥. Ќаприк≥нц≥ виконанн€ команди в л≥чильнику команд збер≥гаЇтьс€ адреса наступноњ команди.

¬каз≥вник стека - це рег≥стр, €кий збер≥гаЇ адресу останньоњ зайн€тоњ ко≠м≥рки стека. —теком або стековою пам'€ттю називаЇтьс€ область пам'€т≥, орган≥зованоњ за принципом Ђостанн≥й прийшов - перший п≥шовї.

–ег≥стр команд збер≥гаЇ код команди прот€гом усього часу виконанн€ команди.

–ег≥стр адресирег≥стри даних призначен≥ дл€ збер≥ганн€ адрес ≥ да≠них, використовуваних п≥д час виконанн€ поточноњ команди у ћѕ.

–ег≥стр стану або рег≥стр прапорц≥в (ознак) призначений дл€ збер≥ган≠н€ ≥нформац≥њ про результат операц≥њ в јЋѕ ≥ €вл€Ї собою дек≥лька три≠гер≥в, €к≥ набувають одиничних або нульових значень. Ќаприклад, прапо≠рець нул€ встановлюЇтьс€ в одиницю при нульовому результат≥ операц≥њ.

 онтрольн≥ запитанн€

1. ƒайте визначенн€ арх≥тектури ћѕ.

2. яка в≥дм≥нн≥сть м≥ж гарвардською та фоннейман≥вською арх≥тек≠турами?

3. як≥ функц≥њ виконуЇ пристр≥й керуванн€?

4. ўо визначаЇ вм≥ст вказ≥вника команд? як в≥н зм≥нюЇтьс€?

5. „им в≥др≥зн€Їтьс€ акумул€тор в≥д ≥нших рег≥стр≥в ћѕ?

 






ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-07; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 940 | Ќарушение авторских прав


Ћучшие изречени€:

Ќадо любить жизнь больше, чем смысл жизни. © ‘едор ƒостоевский
==> читать все изречени€...

543 - | 423 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.009 с.