4-Ma`ruza. Mp va mikroexm arxitekturasi. Reja mp umumlashtirilgan sxemasi

1. Protsessor arxitekturasining umumiy xususiyatlari

1.1 Mikroprosessor tizimining asosiy tuzilishi

Tizimni boshqarish vazifasi mos ravishda xotira va kirish-chiqish kanallari orqali xotira va kirish-chiqish tizimiga ulangan markaziy protsessorga (CPU) yuklangan. CPU xotiradan dasturni tuzadigan ko'rsatmalarni o'qiydi va ularni hal qiladi. Yo'l-yo'riqlarni dekodlash natijasiga ko'ra kirish portlarining xotirasidan ma'lumotlarni tanlaydi, ularni qayta ishlaydi va ularni qayta xotira yoki chiqish portlariga yuboradi. Shuningdek, protsessorni chetlab o'tib, tashqi qurilmalarga va aksincha, ma'lumotlarni xotiradan kiritish / chiqarish imkoniyati mavjud. Ushbu mexanizm xotiraga to'g'ridan-to'g'ri kirish (DMA) deb nomlanadi.
Foydalanuvchi nuqtai nazaridan, mikroprotsessorni tanlashda mikroprosessor imkoniyatlarining ba'zi bir umumlashtirilgan murakkab xususiyatlariga ega bo'lish tavsiya etiladi. Dasturchi faqat dasturlarda aniq aks ettirilgan va tizimning ishlashi uchun sxemalar va dasturlarni ishlab chiqishda hisobga olinishi kerak bo'lgan mikroprotsessor komponentlarini tushunishi va tushunishi kerak. Bunday xususiyatlar mikroprosessor arxitekturasi tushunchasi bilan belgilanadi.

1.2 Mikroprosessorlar arxitekturasi tushunchasi

Oddiy kichik mikrokompyuterlarga asoslangan hisoblash tizimining arxitekturasi sek. 1. Bunday mikrokompyuterda raqamli mashinaning barcha 5 asosiy bloklari mavjud: axborot kiritish moslamasi, boshqarish moslamasi (UU), arifmetik mantiqiy blok (ALU) (mikroprotsessorga kiritilgan), saqlash moslamalari (xotira) va ma'lumot chiqaradigan qurilma.
Shakl 1. Oddiy mikroprotsessorning arxitekturasi.
Mikroprosessor raqamli avtobusning barcha qurilmalarining ishlashini boshqaruv avtobusidan (ShU) foydalanib muvofiqlashtiradi. SHU-ga qo'shimcha ravishda, 16-bitli manzil avtobusi (SHA) mavjud bo'lib, u ma'lum bir xotira joyini, kirish portini yoki chiqish portini tanlashga xizmat qiladi. Ikki tomonlama ma'lumotni mikroprosessorga va undan uzatish 8 bitli ma'lumotlar avtobusi yoki ma'lumotlar avtobusi (BD) orqali amalga oshiriladi. Shuni ta'kidlash kerakki, MP mikrokompyuterning xotirasiga yoki chiqish portlaridan biriga ma'lumot yuborishi, shuningdek, xotiradan yoki kirish portlaridan birini qabul qilishi mumkin.
Mikrokompyuterdagi faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira (ROM) ba'zi dasturlarni o'z ichiga oladi (amalda kompyuterni ishga tushirish dasturi). Dasturlarni tasodifiy kirish xotirasiga (RAM) va tashqi xotira qurilmasidan (RAM) yuklash mumkin. Bu foydalanuvchi dasturlari.
Mikrokompyuterning ishlashini ko'rsatuvchi misol sifatida, siz quyidagi elementar operatsiyalar ketma-ketligini bajarishingiz kerak bo'lgan protsedurani ko'rib chiqing.
1. Klaviaturada "A" harfi bo'lgan tugmachani bosing.
2. "A" harfini mikrokompyuter xotirasiga joylashtiring.
3. Displey ekranida "A" harfini ko'rsating.
Bu odatiy kirish-xotira chiqarish protsedurasi bo'lib, uni ko'rib chiqish mikrokompyuterga kiritilgan ba'zi qurilmalardan foydalanish tamoyillarini tushuntirishga imkon beradi.
Shaklda 2 - kirish-xotira chiqarish protsedurasining batafsil jadvalidir. E'tibor bering, dastlabki oltita xotira joyida buyruqlar allaqachon yuklangan. Saqlanadigan dastur quyidagi buyruqlar zanjirini o'z ichiga oladi.
1. 1-kirish portidan ma'lumotlarni kiriting.
2. 200-xotiradagi ma'lumotlarni eslab qoling.
3. Ma'lumotni chiqish portiga 10 yuboring.
Ushbu dasturda faqat uchta jamoa mavjud, garchi fig. 2, dastur xotirasida oltita ko'rsatmalar yozilganga o'xshaydi. Bu jamoaning odatda qismlarga bo'linganligi bilan bog'liq. Yuqoridagi dasturdagi 1-buyruqning birinchi qismi ma'lumotlarni kiritish buyrug'idir. 1-buyruqning ikkinchi qismi siz ma'lumot kiritishni istagan joyingizni ko'rsatadi (1-portdan). Muayyan harakatni belgilaydigan buyruqning birinchi qismi operatsion kod (CPC), ikkinchi qismi esa operand deb nomlanadi. Operatsion kodi va operand dasturlarning alohida xotira hujayralarida joylashgan. Shaklda 2 CPC 100 katakda saqlanadi va operand kodi 101-uyada (1-port); ikkinchisi ma'lumotni qaerdan olish kerakligini ko'rsatadi.
Sek. Yana ikkita yangi blok ajratib ko'rsatildi - registrlar: batareya va buyruqlar registri.


Shakl 2. Kirish-saqlash-chiqarish jarayonining sxemasi
Diagrammadagi raqamlangan doiralar yordamida mikrokompyuter ichidagi buyruqlar va ma'lumotlarning o'tishini ko'rib chiqing. Eslatib o'tamiz, mikroprosessor - bu barcha ma'lumotlarning harakati va operatsiyalarning bajarilishini boshqaruvchi markaziy birlik.
Shunday qilib, mikrokompyuterda odatiy kirish-xotira-chiqarish protsedurasini bajarayotganda quyidagi harakatlar ketma-ketligi ro'y beradi:
1. Deputat manzili avtobusida 100 raqamini chiqaradi. Tekshirish avtobusi o'qish rejimida dastur xotirasini (o'ziga xos chip) o'rnatadigan signal oladi.
2. Dastur xotirasi ma'lumot buyrug'i orqali birinchi buyruqni ("Ma'lumotlarni kiriting") yuboradi va MP ushbu kodlangan xabarni oladi. Buyruq buyruqlar registriga joylashtirilgan. MP qabul qilingan buyruqni dekodlaydi (sharhlaydi) va buyruq uchun operand kerakligini aniqlaydi.
3. Deputat ShA-da 101-manzilni chiqaradi; SHU dastur xotirasini o'qish rejimiga qo'yish uchun ishlatiladi.
4. "1-portdan" operandasi dastur xotirasidan SD-ga yuboriladi. Ushbu operand dasturiy xotirada 101 uyasida joylashgan. Operand kodi (1 portning manzili mavjud) SD orqali MP ga uzatiladi va yo'riqnoma registriga yuboriladi. Endi MP to'liq buyruqni hal qiladi ("1-portdan ma'lumotlarni kiriting").
5. MP, SHA va SHU dan foydalanib, kirish qurilmasi bilan bog'lab, 1-portni ochadi, "A" harfining raqamli kodi MP ichidagi batareyaga uzatiladi va saqlanadi .. Shuni ta'kidlash kerakki, har bir dastur buyrug'ini ko'rib chiqishda MP dekodlash uchun mikroprotsedura bo'yicha ishlaydi - ijro.
6. MP ShA bo'ylab 102-katakka tegishlidir. SHU dastur xotirasini o'qish rejimiga qo'yish uchun ishlatiladi.
7. "Ma'lumotni eslab qoling" buyruq kodi SD-ga yuboriladi va MP-ga yuboriladi, u erda buyruqlar registriga joylashtiriladi.
8. Deputat ushbu buyruqni shifrlaydi va unga operand kerakligini aniqlaydi. MP 103 xotira xujayrasiga kiradi va dastur xotirasining o'qilgan xotira chipini faol holatga keltiradi.
9. "Memory 200" xabar kodi dastur xotirasidan SD-ga yuboriladi. Deputat ushbu operandni sezadi va uni yo'riqnomaga kiritadi. "200-xotiradagi ma'lumotlarni eslab qoling" to'liq buyrug'i dastur xotirasidan tanlanadi va dekodlanadi.
10. Endi buyruqni bajarish jarayoni boshlanadi. MP 200 manzilini ShA-ga yuboradi va ma'lumotlar xotirasi bilan bog'liq yozish usulini faollashtiradi.
11. MP batareyada saqlangan ma'lumotlarni ma'lumot xotirasiga yuboradi. "A" harfining kodi SD orqali uzatiladi va ushbu xotiraning 200-kamerasida qayd etiladi. Ikkinchi buyruq bajariladi. Xotiralash jarayoni batareyaning tarkibini yo'q qilmaydi. U hali ham A harfini o'z ichiga oladi.
12. MP keyingi buyruqni tanlash uchun 104 xotira xujayrasiga murojaat qiladi va dastur xotirasini o'qish rejimiga qo'yadi.
13. Ma'lumotni chiqarish buyrug'ining kodi SD orqali MP-ga yuboriladi, u uni yo'riqnomada qayd qiladi, parolni ochadi va operand kerakligini aniqlaydi.
14. MP SHA-ga 105 manzilini beradi va dastur xotirasini o'qish rejimiga o'rnatadi.
15. SD orqali dastur xotirasidan MP-ga "To 10 port" operand kodi olinadi va u yo'riqnomada qayd etiladi.