Блок центрального процессора

Блок центрального процессора (ЦП, centra] processing unit - CPU), или просто микропроцессор, является сердцем любой компьютерной системы. Именно он способен выполнять расчеты, принимать решения и управлять всей остальной частью системы. Микропроцессор работает со скоростью, определяемой системным таймером (обычно это кварцевый генератор), который генерирует сигнал Прямоугольно формы. Современные микропроцессорные

системы управления могут работать на тактовой частоте свыше 300 МГц. Микропроцессор —это устройство, которое управляет всем вычислительным процессом через сигнальные шины

адреса, данных и команд. Многие автомобильные системы используют микроконтроллеры и рассмотрены далее в этом разделе.

Память

Принцип работы памяти был кратко описан ранее. Сейчас рассмотрим, как эти элементы используются в микропроцессорной системе. Память является частью системы, которая хранит как инструкции для микропроцессора (программы), гак и любую

информацию, которая понадобится микропроцессору для выполнения этих инструкций.

Удобно представлять память в виде последовательности «почтовых ящиков» (ячеек), имеющих возможность накапливать информацию. Каждая из ячеек должна иметь адрес, для того чтобы отличаться от других, так микропроцессор «узнает», где хранится информация. Информация, будь то данные или фрагмент программы, обычно хранится в ячейках памяти с последовательными адресами. Стоит отметить, что микропроцессор

читает программные инструкции из последовательно

расположенных адресов памяти и затем выполняет требуемые действия. В современных ПК объем памяти может достигать 128 Мбайт и более! Системы микропроцессорного управления

автомобилем не требуют столь большой памяти, а вот мобильные мультимедийные системы потребуют.

Шины

Компьютерной системе необходимы три сигнальные шины, чтобы осуществлять связь или управление операциями. Эти три шины следующие: шина данных, шина адреса и шина команд. Каждая ил шин внутри системы имеет особую функцию.

Шина данных используется, чтобы передавать информацию от одной части компьютера другой. Она известна как двунаправленная шина, поскольку информация может передаваться в любом направлении. Шина данных обычно имеет 4, 8, 16

или 32 линии, по каждой из которых передастся один бит. Важно отметить, что в отдельный момент времени на шине может находится только один элемент данных. Как правило, шина используется либо для передачи информации из памяти или из входного порта в микропроцессор, либо из микропроцессора в выходной порт. Предварительно на шине адреса выставляется ал рее опрашиваемых данных.

Адресная шина начинается в микропроцессоре и является однонаправленной. Каждое устройство компьютерной системы, намять или порт, имеет уникальный адрес в двоичном формате. Микропроцессор может обратиться по адресу любого из этих устройств и выставить на шине данных необходимую информацию или считать ее. Адресная шина фактически сообщает компьютеру, какая из частей системы используется в данный момент времени.

Наконец, шина команд, как предполагает ее название, позволяет микропроцессору управлять остальной частью системы. Шина команд может иметь до 20 линий, но обязательно имеет четыре основных управляющих сигнала. Это сигналы чтения,

записи, запроса ввода/вывода и обращения к памяти.

Адресная шина будет указывать, какая из частей компьютерной системы должна функционировать в данный момент времени, а шина команд укажет, как именно эта часть должна функционировать. Например, если микропроцессор требует информацию из ячейки памяти, адрес этой особой ячейки помещается на адресную шину. Шина команд в этом случае будет содержать два сигнала: сигнал обращения к памяти и сигнал чтения. Это приведет к тому, что содержимое памяти по заданному адресу будет выставлено на шину данных. Затем эта информация будет использована микрокомпьютером для выполнения другой команды.