3. Микропроцессор. Определение. Состав и основные характеристики микропроцессоров.

МП – программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки информации, а именно ее перемещения, осуществления арифметических и логических операций по командам, считываемых из памяти.

МП включает в себя:

1. АЛУ (арифметико-логическое устройство)

2. РОН (регистры общего назначения) предназначены для хранения операндов, в процессе выполнения операций и функциональных схем, необходимых для выполнения преобразования операндов при передаче их с одного регистра на другой. Количество и назначение РОН в МП зависит от его архитектуры.

3. Аккумулятор – регистр, в который помещается одно из чисел, с которым производятся арифметические или логические операции, а также в него помещается результат.

4. Счетчик адреса команд, в котором хранится адрес ячейки памяти, в который записан код текущей команды.

5. Регистр флагов или условий. В него помещаются сведения об особенностях результата выполнения арифметических или логических операций.

6. Регистр адреса стека. В нем записан адрес последней занятой под стек ячейки памяти.

7. Блок управления шинами МП системы (МСУ). Это схема, формирующая сигналы на внешних шинах МП, тем самым управляющая МП системой.

8. Блок дешифрирования кодов команд

9. Таймер счетчик предназначен для подсчета внутренних событий, для получения программно управляемых временных задержек и для выполнения времязадающих функций МП.

10. ОЗУ

11. ПЗУ

12. Кэш-память хранит внутри МП копии тех команд, операндов и данных, которым производились последние обращения МП.

13. Системная шина, включающая в себя ША, ШД, ШУ. ШД содержит провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода. ША состоит также из проводов и схем сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства. ШУ служит для передачи управляющих сигналов во все блоки ПК или УУ.

14. Шинный интерфейс выполняет функции согласования действий между внутренними устройствами МП и внешней системой, то есть управляет потоками и форматами данных между МП и внешними устройствами.

Микроконтроллер – МП, у которого память и средства ввода-вывода размещаются на одной и той же подложке интегральной схемы. Более подробный анализ позволяет определить МК, как устройство имеющее память RAM вместо кэш-памяти. А также разница между ними зачастую определяется производительностью или разрядностью.

Основные характеристики МП:

1. Тактовая частота, определяющая максимальное время выполнения переключения элементов.

2. Разрядность m/n/k – максимальное число одновременно обрабатываемых двоичных разрядов. m – разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров. n – разрядность ШД, определяет скорость передачи информации. k – разрядность ША, определяет размер адресного пространства.

3. Архитектура дает представление о функциональном поведении логической структуры и ее организации (взаимодействие отдельных узлов и блоков МП при выполнении тех или иных вычислительных операций) – определяет особенности построения программных средств, описывает внутреннюю организацию потоков данных и управляющей информации. Понятие архитектуры включает в себя систему команд и способы адресации возможность совмещения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе, принципы и режимы его работы.