Назначение элементов в структуре вычислителя
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.
Генератор тактовых импульсов (ГТИ) служит для формирования непрерывной последовательности периодических импульсов, синхронизирующих работы процессора и других устройств в системе.
Процессорный блок – модуль цифровой обработки данных, имеющий стандартизованный интерфейс сопряжения с другими устройствами в рамках вычислителя. Требуемый интерфейс обеспечивается применением буферных элементов (регистров и шинных формирователей), которые служат для повышения нагрузочной способности выходных линий блока и организации выходных раздельных шин адреса, данных и управления с требуемой разрядностью и набором сигналов. Таким образом, структура процессорного блока должна обеспечивать типовые параметры выходных шин независимо от особенностей применяемого процессора. Буферы шин адреса и данных содержат в своем составе тристабильные выходные элементы.
Блок ПЗУ (память программ) строят на микросхемах постоянных запоминающих устройств однократного или многократного программирования. При работе системы микросхемы ПЗУ только выдают информацию. ПЗУ служит для хранения кодов команд и значений констант алгоритмов. Информационный объем блока составляет  .
Блок ОЗУ (память данных) строят на микросхемах оперативных запоминающих устройств. В ходе работы эти микросхемы допускают как считывание, так и запись информации, но при отключении питания все данных стираются. ОЗУ служит для хранения данных, которые обновляются в ходе работы. Информационный объем блока составляет  .
Параллельные порты служат для приема и передачи информации в параллельном коде при взаимодействии процессора с внешними устройствами (например, аналого-цифровыми преобразователями). Порты выполняют функцию буферных ячеек памяти, поскольку процессор и внешние устройства, как правило, имеют различное быстродействие. Параллельные порты строят на основе параллельных регистров.
Последовательный порт служит для преобразования информации из параллельного кода в последовательный при выдаче из вычислителя и для обратного преобразования при приеме информации в вычислитель. Представление данных последовательным кодом используется при передаче по каналам связи на расстояние более 1..2 м, в том числе по каналам радиосвязи. Последовательные порты строят на основе сдвигающих регистров. Традиционные названия линий связи: RxD – линия приема данных, TxD – линия передачи данных (выход). На преобразование данных в этом устройстве затрачивается определенное время, зависящее от размера кодовой посылки и скорости передачи. Чтобы исключить непроизводительное ожидание данных процессором, взаимодействие последовательного порта и процессора осуществляется через контроллер прерываний.
Адаптер сетевого обмена необходим для согласования сигналов, с которыми работает последовательный порт, с уровнями и формой сигналов, используемых при передаче по бортовой сети (т.е. для поддержки протокола физического уровня). Наиболее распространенными стандартами сетевого обмена для бортовых сетей являются MIL-STD-1553A и ARINC429 (или 629), для наземных –
RS-232 и RS-485, Ethernet.
Таймеры служат для реализации интервалов времени и подсчета внешних импульсов, которые поступают от датчиков или исполнительных устройств. Таймеры строят на основе счетчиков. Сигнал от таймера о завершении заданного интервала времени или о подсчете заданного количества импульсов поступает в процессор через контроллер прерываний.
Контроллер прерываний – специальный блок, назначение которого – реагировать на асинхронные сигналы от различных устройств, выполнять их приоритетную селекцию этих сигналов и информировать процессор об устройстве, пославшем сигнал. Результатом обработки этого сигнала в процессоре является выполнение соответствующей процедуры (подпрограммы).
Адресные селекторы (АС) – логические схемы на основе дешифраторов, предназначенные для формирования уникального сигнала CS для активизации (включения в работу) определенной микросхемы памяти или устройства на основании информации, передаваемой по шине адреса из процессора.
Важная особенность портов ввода-вывода, таймеров и контроллера прерываний состоит в возможности программной настройки режимов их работы.
|
