Краткое содержание лекции 2

Микропроцессор – это программно-управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки.

Микропроцессоры классифицируют по следующим признакам:

- назначение;

- количество БИС;

- способ управления;

- тип архитектуры;

- тип системы команд.

Основные технические характеристики микропроцессора:

1) тактовая частота;

2) разрядность (разрядность внутренних регистров микропроцессора, разрядность шины адреса и шины данных);

3) система команд, форматы команд и способы адресации данных;

4) типы обрабатываемых данных;

5) объем адресуемой оперативной памяти, число программно доступных регистров микропроцессора;

6) режимы работы микропроцессора;

7) схема обработки прерываний;

8) надежность.

Основные функции микропроцессора:

1) вычисление адресов команд и операндов;

2) выборка команд из оперативной памяти и дешифрация команд;

3) выборка данных из оперативной памяти, регистров микропроцессорной памяти и регистров адаптеров внешних устройств;

4) выполнение арифметико-логических и других операций, закодированных в командах;

5) прием и обработка запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств, в том числе обработка сигналов прерываний;

6) формирование синхронизирующих и управляющих сигналов для всех компонентов микро-ЭВМ;

7) управление передачей информации между регистрами микропроцессора и оперативной памятью, а также устройствами ввода-вывода.

Функции микропроцессора по управлению вычислительным процессом задаются машинными командами.

Работа микропроцессора по реализации каждой команды программы пользователя основана на принципе микропрограммного управления. В ходе дешифрации команда разбивается на последовательность элементарных действий. Процесс функционирования микро-ЭВМ состоит из последовательности пересылок информации между ее узлами и элементарных действий, выполняемых в узлах. Любое элементарное действие производится при поступлении соответствующего сигнала управления от УМУ (устройство микропрограммного управления), упрощенная функциональная схема которого приведена на рис. 1.

Отличительной особенностью УМУ является наличие управляющего ПЗУ, в котором хранятся микропрограммы выполнения машинных команд. Код очередной команды программы поступает на вход УМУ. Далее вся команда разделяется на поле КОП (код операции) и адресную часть. Запуск микропрограммы выполнения команды осуществляется путем передачи КОП из регистра команд на вход дешифратора КОП, в котором КОП преобразуется в начальный (первый) адрес микрокоманды. Выбранная из управляющего ПЗУ микрокоманда заносится в регистр микрокоманд. Каждая микрокоманда содержит микрооперационную и адресную части. Микрооперационная часть микрокоманды поступает на дешифратор микрокоманды, на выходе которого образуются управляющие сигналы. Управляющие сигналы инициируют выполнение микроопераций в исполнительных устройствах и узлах микро-ЭВМ. Адресная часть микрокоманды поступает на вход формирователя адреса микрокоманды, где формируется адрес следующей микрокоманды. Этот адрес может зависеть от адресной части текущей микрокоманды, от значений сигналов состояния (флагов), поступающих от исполнительных устройств. Сформированный адрес микрокоманды снова записывается в регистр адреса микрокоманды, и процесс повторяется до окончания микропрограммы.

Рис. 1. Упрощенная функциональная схема УМУ

Вопросы для самопроверки

1. Основные функции МП.

2. Основные признаки классификации МП.

3. Назначение ПЗУ УМУ.

Литература [10, с. 21–25]

Тема 1.2.Структура и принципы построения МП

Лекция 3. Типовая структура МП. АЛУ. Регистры МП. Схемы управления. Внутренняя шина данных МП.