8. Микропроцессорные комплекты общего назначения

Микропроцессорная система (МПС) – функционально законченное изделие, состоящее из 1 или нескольких устройств, главным образом микропроцессорных: микропроцессора и/или микроконтроллера.

МП комплекты общего назначения – совокупность согласованных между собой БИС различного функционального назначения, на основе которых реализуется МП. На основе этих комплектов вычисляется устройство средней мощности. Большое число доп. интерфейсных модулей, предназначенных для управления конкретными объектами.

«+» – универсальность, т.к. состоит из большого числа различных модулей, т.е. для конкретной задачи можно выбрать только необходимое. Расширение функциональных возможностей не изменяя структуры системы управления быстродействующими объектами.

«-» – не способен реализовать мощные высокопроизводительные системы.

Применение: разработка и применение в ПК, сис-мы телекоммуникации, управления локальные АСУ, военное производство. Из-за наличия фиксированного набора команд и фиксированной длины программной сетки. Для устранения этого недостатка было предложено разрабатывать и выпускать микропроцессоры на базе МП секций.

Комплект содержит БИС ЦП, который совмещает АЛУ и УУ. Количество выводов до 700. ЗУ разбивается на ППЗУ и ОЗУ. Состав комплектной интегральной схемы: БИС ЦП, БИС ОЗУ, БИС ППЗУ, интерфейсы, БИС ПИТ, КПДП (контроллер прямого доступа к памяти). БИС ЦП содержит АЛУ или УУ и реализует фиксированную систему команд. Длина разрядной сетки МП – число параллельно обрабатываемых битов одной командой.

А ЛУ – производит арифметико-логические преобразование данных.

ЗУ – служит для хранения программы и данных.

УУ (упр. устр.) – синхронизирует работу МП, принимает управляющие сигналы и формирует сигналы управления внешними устройствами.

Инт – интерфейсная система МП предназначена для связи с другими устройствами ПК. Интерфейс – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.

ШУ (шина управления) – принимает сигналы от внешних устройств и формирует сигналы управления этими устройствами.

ШД (шина данных) – работает в дуплексном режиме.

ША (шина адреса) – работает только на вывод и выдает адрес для обращения к внешнему устройству.

9. Микропроцессоры на основе микропроцессорных секций

Микропроцессорная система (МПС) – функционально законченное изделие, состоящее из 1 или нескольких устройств, главным образом микропроцессорных: микропроцессора и/или микроконтроллера.

МП на базе МП секций существенно повышает вычислительную мощность благодаря реализации ЦП помодульному принципу на основе секций.

«+»: Разработчик может создать собственную систему команд любой ЭВМ. Универсальность, которая обеспечивает возможность реализации любой длинны разрядной сетки МП обычно секции размером 4,8,16,32 бита. Реализуются современные системы управления летательных аппаратов, суперЭВМ; возможность расширения шины ввода вывода и разделения на отдельные шины ввода и отдельные шины вывода, что обеспечивает любую производительность интерфейса, возможность реализации потоковой и конвейерной обработки. Не надо заново разрабатывать ПО.

«-»: увеличенная вероятность отказа из-за увеличения кол-ва связей между секциями, больше габариты и большая мощность.

Многокристальные секционные МП получаются в том случае, когда в виде БИС реализуются части (секции) логической структуры процессора при функциональном разбиении ее вертикальными плоскостями. Для построения многоразрядных МП при параллельном включении секций БИС в них добавляются средства "стыковки".

Таким образом, микропроцессорная секция это БИС, предназначенная для обработки нескольких разрядов данных или выполнения определенных управляющих операций. Секционность БИС МП определяет возможность "наращивания" разрядности обрабатываемых данных или усложнения устройств управления микропроцессора при "параллельном" включении большего числа БИС.

П ричины создания секционного МП:

1. ограниченные технологические возможности создания БИС

2. отвод тепла от БИС – для отвода тепла применяют разделение БИС на пространстве.

Принцип работы: код команды поступает на блок микропрограммного управления, на выходе которого формируется начальный адрес микропрограммы, которая и реализует данную команду, а микропрограмма представляет собой набор простейших инструкций для АЛУ и других блоков МП. Каждая микрокоманда представляет из себя набор 0 и 1 (60-80 бит). Каждая 1 в микрокоманде – управляющий импульс, 0 - отсутствие. С помощью микрокоманды осуществляется управление МП на каждом шаге выполнения программы. Т.о. блок микропрограммного управления представляет собой обычный преобразователь кодов и ЗУ микропрограмм – ППЗУ. Изменяя содержимое блока микропроцессорного управления и ЗУ микропрограмм, пользователь может изменять систему команд данной ЭВМ, реализованную на этом МП, и разрабатывать собственную систему команд.

Пример: большие ЭВМ и специализированные ЭВМ для систем управления.