Микропроцессоры и микроконтроллеры

Принципы работы микропроцессоров

Управляющим блоком цифровых систем управления подвижными объектами является специализированный вычислитель, построенный на основе микропроцессорных интегральных схем...

Общая функциональная классификация микропроцессорных средств.

Процесс проектирования специализированных вычислителей организуется как единство двух фаз - проектирования аппаратной части и разработки программного обеспечения (ПО)...

К достоинствам систем с цифровыми управляющими вычислителями по сравнению с аналоговыми и релейными управляющими системами можно отнести...

При проектировании вычислительного устройства традиционным и вполне оправданным является рассмотрение двух аспектов построения - физической и логическойорганизации...

Современные вычислительные устройства как широкого применения, так и применяемые для управления бортовым или технологическим оборудованием, строятся в соответствии с одним из двух базовых принципов – архитектуры Фон Неймана и Гарвардской архитектуры.

Для современных вычислителей характерна магистральная (шинная)физическая организация, при которой обмен информацией между блоками устройства выполняется в параллельном коде по магистралям, или шинам...

Процессор – блок, реализованный на одной или нескольких СБИС и предназначенный для обработки цифровых данных в виде многоразрядных двоичных чисел и управления процессом этой обработки на основании команд программы, считываемых из памяти вычислителя...

С логической точки зрения в микропроцессорной системе возможны три информационных потока: процессор – память, процессор – устройства ввода-вывода (УВВ) и УВВ – память...

Процессор - это функциональный блок вычислительного устройства, предназначенный для реализации обработки цифровых данных и управления ходом этой обработки. Указанные действия выполняются процессором по командам, которые он автоматически считывает из памяти вычислителя...

При рассмотрении структуры памяти вычислительного устройства удобно также пользоваться понятиями физической и логической организации...

Система команд - это набор допустимых для данного процессора управляющих кодов и способов адресации данных...

Для описания работы вычислителя и принципов выполнения команд удобно использовать диаграммы изменения сигналов во времени...

Рассмотрим временную диаграмму сигналов на шине адреса...

Функционирование процессора заключается в последовательной выборке команд из памяти и их выполнении...

Распределение АП - это процесс закрепления конкретных физических адресов за отдельными функциональными областями памяти (сегментами) – программ, констант, данных, стека, ввода-вывода...

Физическое распределение выполняется на основе логического распределения и состоит в построении схем дешифрации адресов (так называемых адресных селекторов), обеспечивающих процессору доступ к конкретным микросхемам ОЗУ и ПЗУ (блокам ОЗУ и ПЗУ) по адресам, определенным на этапе логического проектирования адресного пространства...

Прерывание - временное прекращение выполнения основной программы в целях реализации более срочных на текущий момент действий (даже непосредственно не связанных с основной программой), происходящее в произвольный момент времени по запросу внешнего устройства или в случае особой ситуации в процессоре...

Внутренние и программные прерывания обрабатываются непосредственно процессором, а для предварительной обработки внешних запросов применяют специализированные устройства - контроллеры прерываний...

Рассмотрим последовательность действий, реализуемых контроллером прерываний и процессором при обработке внешних запросов прерываний...

В системном адресном пространстве по младшим адресам располагается таблица векторов перехода на процедуры обработки прерываний...

Отличие от векторного принципа состоит в том, что элемент таблицы векторов перехода должен содержать команду перехода на процедуру обработки (например, команду JMP <adr>)...

Процедуры обработки прерывания имеют некоторую специфику по сравнению с обычными процедурами.

Набор и назначение внутренних прерываний строго регламентированы для конкретной модели процессора. Каждое внутренне прерывание связано с определенным событием в процессоре и с определенным номером в списке обрабатываемых прерываний...

Управляющие вычислительные устройства в процессе функционирования должны выполнять не только действия по обработке цифровой информации, но и широкий спектр функций, называемых периферийными...

Включает в себя такие действия, как реализация (выдержка) интервалов времени, измерение длительности временных интервалов, подсчет количества импульсов...

Часто таймер используются в специализированных и бортовых вычислителях для обеспечения заданного периода реализации алгоритмов управления...

Синхронный обмен без ожидания готовности данных. Этот тип обмена реализован между процессором и памятью. При этом быстродействие микросхем памяти...

Обмен с прямым доступом в память – ПДП (англ. DMA – DirectMemoryAccess) – специальный режим обмена данными между внешним устройством и памятью МП-системы, реализуемый без участия процессора...

Микропроцессор - это система, способная выполнять арифметические и логические операции программируемым образом. Он выполнен в полупроводниковой технологии с большой степенью интеграции. Микропроцессор включает в себя следующие базовые функциональные блоки: арифметические, логические ALU (Арифметический логический блок), регистры общего назначения, систему управления с регистром команд и декодером команд.

Основные характеристики, система обозначений