18. МикроЭвм и микроУвк

Микропроцессором (МП) называется программно-управляемое устройство обработки данных с заданной системой логических функций (системой команд), выполненное на одной или нескольких БИС, входящих, как правило, в состав микропроцессорного комплекта. Микропроцессорный комплект представляется в этом случае совокупностью универсальных и специализированных микросхем различного функционального назначения, совместимых по конструктивно-технологическому исполнению.

Современные микропроцессоры характеризуются: развитой регистровой структурой; конвейерным принципом выполнения команды с предварительной выборкой, увеличивающей пропускную способность канала; распределенным ап-паратно-микропрограммным устройством управления, обеспечивающим повышение быстродействия микропроцессора; мультиплексируемым обобщенным каналом адрес/данные с возможностью расширения адресного пространства; развитыми средствами построения мультипроцессорных систем; многофункциональностью использования выводов БИС, позволяющей адаптировать микропроцессор к уровню сложности разрабатываемой системы. Именно эти структурные решения определяют основные технические параметры микропроцессора, которые по логической организации и использованию в микропроцессорных системах разделяются на два класса:

1. • однокристальные и многокристальные микропроцессоры с фиксированной длиной машинного слова и фиксированной системой команд;

2. • секционные (модульные) многокристальные микропроцессоры с изменяемой длиной машинного слова и проектируемой системой команд. Возможность проектирования системы команд, наилучшим образом учитывающей особенности алгоритмов обработки информации в АСУ ТП, обеспечивается микропрограммным управлением микропроцессора.

Структурные схемы микроЭВМ (МП – системы)

МикроЭВМ, осуществляющая обработку информации в соответствии с хранимой в памяти программой, должна иметь процессор, устройства памяти и устройства ввода – вывода, взаимодействие которых регламентируется системным интерфейсом (системной магистралью) микроЭВМ. Схемотехнической основой для производства микроЭВМ являются микропроцессорные комплекты, выпускаемые промышленностью. Структурная и логическая организации микроЭВМ определяются в основном типом используемого микропроцессорного комплекта и выбранным интерфейсом.

Взаимодействие функциональных устройств микроЭВМ определяется системным интерфейсом микроЭВМ, который включает в себя шину адреса, шину данных и шину управления. Шина адреса используется для передачи адресов памяти и адресов регистров устройств, подключенных к системному интерфейсу. Шина данных используется для обмена информацией между устройствами мик-роЭВМ, шина управления – для передачи управляющих сигналов. Каждое функциональное устройство, подключенное к системному интерфейсу, рассматривается процессором микроЭВМ как совокупность адресуемых регистров, разделяемых на регистры управления и состояния и регистры данных. В регистры управления и состояния записываются управляющие слова, которые определяют алгоритм работы функционального устройства при дешифрации их устройством управления. Регистры данных используются в качестве буферных регистров. Синхронизация работы функциональных устройств и микроЭВМ в целом осуществляется процессором.

Модульный принцип проектирования средств вычислительной техники для АСУ ТП позволяет создать семейство ЭВМ, отличающихся функциональным назначением, техническими характеристиками и конструктивным исполнением. Выпускаемые промышленностью информационно-управляющие комплексы на основе микроЭВМ могут иметь встраиваемое, приборное, тумбовое и стоечное исполнения. Аналогичные исполнения имеют мини- и микроЭВМ.

Однокристальные микроЭВМ. Достижения технологии производства БИС и сверхбольших интегральных схем (СБИС) привели к появлению в середине 70-х годов однокристальных микроЭВМ. Однокристальная микроЭВМ – это отдельная БИС, содержащая микропроцессор, память с произвольным доступом, ПЗУ, порты ввода – вывода данных для сопряжения с внешними устройствами.

Одноплатные микроЭВМ. Одноплатные микроЭВМ являются основой построения информационно-управляющих вычислительных комплексов для распределенных АСУ ТП, а также для разработки персональных и профессиональных микроЭВМ.

Одноплатная микроЭВМ реализована на печатной плате и представляет собой систему функциональных модулей, объединяемых системным каналом, под которым понимается система связей, назначение и физическая реализация которых закреплены интерфейсом МПИ. Системный канал микроЭВМ обеспечивает программно-управляемый обмен и обмен в режиме ПДП.

Периферийные устройства микропроцессорных систем

Состав периферийных устройств микропроцессорных систем условно разделен на две группы: группу устройств ввода – вывода информации общего назначения и группу специализированных устройств.

Устройства ввода – вывода общего назначения используются не только в микропроцессорных системах управления, но и в системах обработки информации с ЭВМ, в вычислительных системах. К ним относятся стандартные для вычислительных систем устройства ввода информации, устройства вывода информации в виде печатающих устройств, АЦПУ, последовательные построчные печатающие устройства, устройства отображения информации. Специализированные устройства характерны в основном для АСУ ТП, так как включают в себя устройства связи микроЭВМ с технологическими объектами управления и оперативным персоналом.