←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7
вывода инф-ии, что позволяет использовать его в качестве автономного независимого работающего устройства со своим ПО.
Микропроц.БИС совокупность специально разработанных отдельных МП и других и.с. совместимых по своим конструктивно технологическим данным и функционально достаточным для построения законченной схемы.
Входят: МП бис, БИС ЗУ,in-out инф-ии, БИС микропрогр.упр-я
В зависимости от решаемых задач как в виде отд.БИС, так и в виде одной БИС-chipset.
МПС- собрание в единое целое совокупность взаимодействующих БИС,МПК и модулей, иногда дополненное БИС из других МПК, организованное в рабочую систему- ВУ с МП для обработки информации. если >2 процессоров то микропроцессорная система.
Микроконтроллер - функциональный блок выполненный на основе БИС МПК и оформленный в виде платы или отдельной БИС, которая может выполнять роль МикроЭВМ встраиваемой в изм. прибор или другую аппаратуру. Контроллер программируемые и нет.
Основные характеристики МПБИС
1. Функциональное назначение
2. Технология изготовления(быстродействие и энергопотребление)
(p-моп, n-моп, КМОП, КНС, ТТЛ, ТТЛШ, ИИЛ, ЭСЛ)
3.Разрядность- длина информационного слова которое может быть обработано мп за один цикл. Разрядность совпадает как правило с числом внутренних регистров общего назначения.
как фиксируемая так и наращиваемая(секционированные мп), обычно кратна 2.
4.Емкость адресуемой памяти (возможность по взаимодействию с внешней памятью) хар-ся разрядностью шины адреса мп
если емкость 10разр то емкость 210-1К
5.Принцип управления либо программное(с жесткой логикой)
микропрограммное(с хранимой в памяти логикой)
секционированное(с наращиваемым набором команд)
6. Ширина шины данных возможности обмена мп с внешними устройствами, какой длины инф.слово может быть считано мп или выдано во внешнее устройство.
МП ША ШД Разрядность
8080 16 8 8
8086 20 16 16
8088 20 8 16
80286 24 16 16
DX 32 32 32
486 32 32 32
p 32 64 32
p2 32 64 32
p3 32 64 32
Быстродействие: 1) количество операций в секунду
2) тактовая частота
3)время машинного цикла
4)время выполнения операций над данными нах-ся в А
Эл-е параметры МП БИС(в стат и дин режиме):
1) кол-во ист-ов питания и их напр-я
2) потребляемый ток
3) входная и выходная емкость
4) время задержки прохождения сигнала
5) сопр-е нагрузки
Нагрузочная способность: вых.током и емкостью, кол-во входов подсоединенных к 1 выходу.
Спец.требования: темп.диапазон функц. и хранения
масса
устойчивость к э/м воздействиям
устойчивость к вибрац. нагрузкам в определенном диап-не частот
устойчивость к линейным нагрузкам и ударам с определенной длит-ю
надежность
наработка на отказ
коэф-т готовности (время перевода системы из хранения в функционирование)
интенсивность отказа
Понятие архитектуры программируемой БИС
Под архитектурой средств вычислительной техники (с-м, сетей, эвм, отд.вычислительных устройств, узлов элементной базы ) обычно подразумевается многоуровневая организация на каждом уровне которой выделенные структурные единицы (эл-ты и связи), а также установленные способы взаимодействия м/у элементами, внешней средой и доругими иерархическими уровнями
Виды обмена
1) Синхронные обмены (безусловный)
2) Асинхронный (условный)
3) Асинхронно-синхронный
Синхронные обмены
сигналы управления адреса и данные выставляются и принимаются в строго определенные промежутки времени, задаваемые синхронизатором обмена. Синхронизатор- ист-к, приемник, внешняя схема.
Дост-ва: высокая скорость которая определяется
1) допустимой частотой синхронизатора
2) св-ми линий связи
3) быстродействием ист-ка и приемника
4) простота средств обмена
Нед-к обмена: нельзя осущ-ть обмен между модулями у которых ср-ва обменаобеспечивают различную скорость приема передачи инф-ии
Асинхронный
наличие 3 фаз
1фаза инициализации (инициатор обмена посылает запрос на обмен и проверяет готовность партнера к обмену)
2фаза выполнение осущ-ся после проверки гот-ти партнера к обмену или получения сигнала подтверждения источник приемнику
3фаза подтверждение приемник подтверждает получение инф-ии
Асинхронно-синхронный
фаза инициализации присутствует, а передача данных по принципу синхронного обмена
старт
бит D0 D7 Стоп
бит
пока нет передачи 1, 0 начало передачи, а затем с какой то частотой считываются 0 и 1 в бите и стоп-бит 1.
Дост-ва: высокая достоверность обмена, возможность организации обмена между модулями с различным быстродействием
Нед-ки: низкая скорость чем синхронного (в разы)
более сложная организация аппаратных средств
для поддержки исп-ся спец. устр-ва контроллеры и интерфейсы
Контроллер- программируемая БИС ориентированная на управление обменом м/у модулями системы, шинами или внешними устройствами.
Особенность контроллеров- работа по заданному алгоритму. Алгоритм как жестко задан в самом контроллере, так и извлекаемым из внешней памяти самостоятельно без участия процессора. Возможность программирования. Настройка контроллера осуществляется записью в их внутренние регистры специальных управляющих слов- лова-инциализации. Загрузка- обеспечивает работу контроллера по тому или иному уровню. Слова инициализации обеспечивают начальную конфигурацию контроллера. Для переключения в другой режим дополнительные слова- операционные.
Интерфейсы
Устройства пассивно поддерживающие обмен, но не управляющие им.
Адаптеры могут быть программируемыми. Контроллеры прерывания, шин, прямого доступа к памяти, динамической памяти.
Примеры адаптеров: универсальный асинхронно-синхронный,
приемопередатчик-интерфейс связи по последовательному каналу.
программируемые // интерфейс. Контроллер клавиатуры и индикации.
Методы инициализации обменов:
1)право инициализировать обмен предоставляется 1 модулю-МП, которая ведет последовательный опрос других модулей системы выявляя готового к обмену. В этом случае модули должны иметь средства индикации своей готовности к обмену. Либо отдельные выводы, либо доступные для чтения внутренние регистры такого модуля – полмип(?????????)
Дост-ва: простота аппаратных средств
неэффективность процессора
2)обмен по прерыванию
право инициировать обмен предоставляется нескольким(всем) модулям систем
наиболее важное значение в системах реального времени
Средства реализующие обмен по прерыванию:
1) подсистемы прерывания и распределенные в нескольких модулях системы
2) средства внутренних прерываний, программных и внешних
Внутреннее прерывание – это прерывание, происходящее в результате событий, локализованных внутри модуля системы, например деление на 0 или перегрев модуля.
Функции внутренних прерываний
1. Распознавание события
2. Сохранение текущего процесса
3. Загрузка счетчика команд начальным адресом подпрограммы обслуживания данного прерывания
Программные прерывания – инициируются специальными командами внутри исполняемой программы, при выполнении которых:
1. В специальной области памяти запоминается состояние текущего процесса, т.е. содержимое регистров общего назначения, состояние флагов.
2. Счетчик команд загружается адресом подпрограммы обработки прерывания, причем этот адрес содержится в самом коде команды.
Внешние прерывания – генерируются в результате событий, происходящих вне модуля системы. Средства, обслуживающие внешние прерывания, должны выполнять следующие функции:
1. Фиксация запросов на прерывания, поступивших от внешних источников.
2. Если запросов несколько, то определение запроса, который следует обслужить (выявление наиболее приоритетного запроса).
3. Идентификация источника, пославшего запрос.
4. Анализ текущего процесса на предмет его прерывания.
5. Запоминание состояния текущего процесса.
6. Передача управления подпрограмме обслуживания запросов.
7. Возврат, т.е. восстановление состояния текущего процесса и передача ему управления.
В зависимости от способа реализации этих функций, подсистемы классифицируются следующим образом:
I.
1. С маскированием
2. Без маскирования. Под маскированием понимается запрет
II.
1. безприоритетные (обслуживаются в порядке поступления)
2. приоритетные (в соответствии с назначенными приоритетами)
Приоритетные прерывания бывают с фиксированными приоритетами и с изменяемыми приоритетами (циклические изменения). Фиксированные приоритеты назначаются один
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7