Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Гипертекстовый конспект по микропроцессорам - файл lekcia_1.html


Гипертекстовый конспект по микропроцессорам
скачать (601.9 kb.)

Доступные файлы (137):

style.css
10-1.gif1kb.13.10.2005 23:42скачать
10-2.gif1kb.13.10.2005 23:42скачать
10-3.gif1kb.13.10.2005 23:42скачать
10-4.gif1kb.13.10.2005 23:43скачать
10-5.gif1kb.13.10.2005 23:43скачать
10-6.gif1kb.13.10.2005 23:44скачать
10-7.gif1kb.13.10.2005 23:44скачать
10-8.gif1kb.13.10.2005 23:44скачать
10-9.gif1kb.13.10.2005 23:44скачать
11-5.gif2kb.13.10.2005 23:53скачать
11-7.gif1kb.13.10.2005 23:54скачать
11-8.gif1kb.13.10.2005 23:55скачать
11-9.gif2kb.13.10.2005 23:55скачать
1-1.gif1kb.11.10.2005 23:57скачать
1-2.gif1kb.12.10.2005 00:03скачать
1-3.gif1kb.12.10.2005 00:05скачать
1-4.gif1kb.12.10.2005 00:06скачать
1-5.gif1kb.12.10.2005 00:08скачать
1-6.gif1kb.12.10.2005 00:09скачать
1-7.gif1kb.12.10.2005 00:11скачать
1-8.gif1kb.12.10.2005 00:12скачать
2-1.gif1kb.12.10.2005 00:17скачать
2-2.gif2kb.12.10.2005 00:18скачать
2-3.gif1kb.12.10.2005 00:19скачать
2-4-2.gif2kb.12.10.2005 01:46скачать
2-4.gif1kb.12.10.2005 00:20скачать
2-5.gif1kb.12.10.2005 00:21скачать
2-6.gif3kb.12.10.2005 00:22скачать
2-7-2.gif2kb.12.10.2005 01:54скачать
2-7.gif1kb.12.10.2005 00:23скачать
2-8.gif2kb.12.10.2005 00:23скачать
3-1.gif1kb.12.10.2005 00:38скачать
3-2.gif2kb.12.10.2005 00:39скачать
3-3.gif1kb.12.10.2005 00:40скачать
3-4.gif1kb.12.10.2005 00:41скачать
3-5.gif1kb.12.10.2005 00:41скачать
3-6.gif2kb.12.10.2005 00:42скачать
3-7-2.gif2kb.12.10.2005 01:57скачать
3-7.gif2kb.12.10.2005 00:54скачать
3-8.gif3kb.12.10.2005 00:54скачать
4-1.gif1kb.12.10.2005 00:48скачать
4-2.gif1kb.12.10.2005 00:50скачать
4-3.gif1kb.12.10.2005 00:51скачать
4-4.gif1kb.12.10.2005 00:51скачать
4-5.gif2kb.12.10.2005 00:52скачать
5-1.gif1kb.12.10.2005 01:01скачать
5-2.gif1kb.12.10.2005 01:01скачать
5-3.gif1kb.12.10.2005 01:02скачать
5-4.gif1kb.12.10.2005 01:02скачать
5-5.gif1kb.12.10.2005 01:03скачать
5-6.gif1kb.12.10.2005 01:04скачать
5-7.gif1kb.12.10.2005 01:04скачать
580b651.gif21kb.22.11.2005 01:45скачать
5-8.gif1kb.12.10.2005 01:05скачать
6-1.gif2kb.12.10.2005 02:03скачать
7-1.gif1kb.13.10.2005 23:28скачать
7-2.gif1kb.13.10.2005 23:29скачать
7-3.gif1kb.13.10.2005 23:29скачать
7-4.gif1kb.13.10.2005 23:30скачать
7-5.gif1kb.13.10.2005 23:31скачать
7-6.gif1kb.13.10.2005 23:31скачать
7-7.gif1kb.13.10.2005 23:31скачать
7-8.gif1kb.13.10.2005 23:32скачать
7-9.gif2kb.13.10.2005 23:32скачать
8-1.gif1kb.13.10.2005 23:33скачать
8-2.gif1kb.13.10.2005 23:34скачать
8-3-2.gif2kb.13.10.2005 23:59скачать
8-3.gif2kb.13.10.2005 23:34скачать
8-4.gif2kb.13.10.2005 23:35скачать
8-5.gif2kb.13.10.2005 23:35скачать
8-6.gif2kb.13.10.2005 23:38скачать
8-7-2.gif2kb.14.10.2005 00:33скачать
8-7.gif2kb.14.10.2005 00:34скачать
8-8.gif2kb.13.10.2005 23:38скачать
8-9-2.gif2kb.14.10.2005 00:37скачать
8-9.gif2kb.13.10.2005 23:39скачать
9-1.gif1kb.13.10.2005 23:39скачать
9-2.gif1kb.13.10.2005 23:40скачать
9-4.gif2kb.13.10.2005 23:40скачать
9-6.gif2kb.13.10.2005 23:41скачать
9-8.gif1kb.13.10.2005 23:41скачать
9-9.gif2kb.13.10.2005 23:41скачать
ask.gif1kb.15.11.2005 03:06скачать
BB55.gif28kb.22.11.2005 02:11скачать
bis_kp580.gif18kb.15.11.2005 02:41скачать
black_bg.gif1kb.15.11.2005 00:41скачать
cr.gif1kb.22.11.2005 00:58скачать
cs.gif1kb.15.11.2005 03:09скачать
cs_table.gif1kb.22.11.2005 06:59скачать
cts.gif1kb.22.11.2005 01:58скачать
da.gif11kb.14.10.2005 02:35скачать
d.gif1kb.22.11.2005 07:07скачать
dsr.gif1kb.22.11.2005 01:56скачать
dtr.gif1kb.22.11.2005 01:57скачать
dupleks.gif12kb.14.10.2005 02:28скачать
dvu_byte_com.gif18kb.11.11.2005 03:48скачать
func_shema.gif53kb.14.10.2005 06:41скачать
grafik_synhro.gif5kb.08.11.2005 03:46скачать
graf_memory.gif22kb.22.11.2005 04:39скачать
ibf.gif1kb.15.11.2005 03:05скачать
kop.gif11kb.11.11.2005 02:45скачать
marker.gif1kb.19.10.2005 03:12скачать
mpzu.gif14kb.22.11.2005 08:10скачать
obf.gif1kb.15.11.2005 03:06скачать
odnokristal.gif13kb.14.10.2005 01:57скачать
oe.gif1kb.22.11.2005 06:10скачать
ozu.gif15kb.22.11.2005 06:46скачать
pts.gif1kb.22.11.2005 01:57скачать
rd.gif1kb.22.11.2005 00:52скачать
rxc.gif1kb.22.11.2005 01:56скачать
shema_vih8080.gif21kb.14.10.2005 03:34скачать
s_reg_adr_b.gif13kb.11.11.2005 02:41скачать
s_reg_adr_g.gif17kb.11.11.2005 03:18скачать
s_reg_adr_v.gif13kb.11.11.2005 02:42скачать
stb.gif1kb.15.11.2005 03:04скачать
str_vich_ustr.gif8kb.14.10.2005 13:16скачать
Thumbs.db
tree_byte_com.gif22kb.11.11.2005 04:04скачать
txc.gif1kb.22.11.2005 01:56скачать
txd.gif1kb.22.11.2005 01:55скачать
ust_bit_c.gif20kb.15.11.2005 04:13скачать
vib_rej.gif24kb.15.11.2005 05:15скачать
vid_proc.gif9kb.14.10.2005 02:49скачать
wr.gif1kb.22.11.2005 00:53скачать
zu.gif15kb.22.11.2005 05:52скачать
lekcia_1.html27kb.14.10.2005 02:05скачать
lekcia_2.html12kb.19.10.2005 03:59скачать
lekcia_3_1.html67kb.15.11.2005 00:49скачать
lekcia_3_2.html11kb.15.11.2005 00:50скачать
lekcia_4.html15kb.11.11.2005 04:27скачать
lekcia_5_1.html21kb.22.11.2005 02:12скачать
lekcia_5_2.html13kb.22.11.2005 02:26скачать
lekcia_5.html8kb.15.11.2005 00:35скачать
lekcia_6_1.html28kb.22.11.2005 05:14скачать
lekcia_6_2.html21kb.22.11.2005 07:13скачать
lekcia_6_3.html14kb.22.11.2005 08:22скачать

содержание
Загрузка...

lekcia_1.html

Реклама MarketGid:
Загрузка...
об учебнике вернуться к главному меню
вернуться содержанию раздела
Лекция1. Введение

1
Стремительное развитие вычислительной техники, родившейся в середине нашего века и через четыре десятилетия вызвавшей информационную революцию не только в науке и технике, но и в социальной сфере, обусловлено эволюцией элементарной базы электронных вычислительных машин как основного материального компонента.

2
Давайте оглянемся на основные вехи в истории вычислительной техники. Где-то в истоках математики стоят счетные камешки, абак, счеты — первые материальные носители информации — абстрактных чисел и их отношений. Механические арифмометры пришли к человеку в XIX веке (1820 г. — первый серийный арифмометр Томаса). К этому же периоду относится неудачная попытка Чарльза Бэббиджа создать «аналитическую машину» — автоматический арифмометр (1834). Считается, что главная причина неудачи гениального ученого — механическая материальная «начинка» его детища. В 1944г. под руководством Г. Айкенна (США) создана релейно–механическая машина MARK1. Она обладала слишком низкой надежностью — опять «виноватой» оказалась элементарная база. Первой электронной вычислительной машиной является TNIAC, созданный в 1946 году в Пенсильванском университете (создатели — Дж. Моучли, Дж. Эккерт). Впервые от механических устройств был сделан шаг к немеханическим – электронным лампам. По праву это событие считается открывающим эру вычислительной техники. Первой электронной вычислительной машиной в СССР является МЭСМ, созданная под руководством академика С.А. Лебедева в 1950 году.

3
Вскоре на смену лампе пришел транзистор. Опять-таки переход к новой элементарной базе послужил причиной нового качественного скачка в развитии ЭВМ — появлением второго поколения. Это, например, машины «Стретч» (США), БЭСМ-6, «Минск-22» и «Минск-32» (ССР).

4
Появление интегральных микросхем в 60-х годах сопровождается рождением третьего поколения ЭВМ (IBM-360, EC-1020). Машины от поколения к поколению становятся надежнее, компактнее, дешевле, возрастает объем памяти и быстродействие.

5
Интегральная электроника постоянно прогрессирует, что характеризуется ростом степени интеграции (зависящей от количества элементов, размещенных на кристалле микросхемы). Степень интеграции определена по ГОСТ 17021-75 как



K = lg N,

где N — количество элементов.

K округляется до ближайшего большего: первая степень — до 10, вторая степень — 11 … 100, третья — 101 … 1000 и т.д. В настоящее время реальностью являются интегральные схемы седьмой степени.

6
Согласно этому ГОСТу, интегральная схема (ИС) — элемент, узел или устройство, изготовленное методами интегральной технологии на поверхности или в объеме подложки. Здесь же даны определения терминам МИС, СИС, БИС и СБИС.



Малая интегральная схема (МИС) — ИС 1-й и 2-й степени интеграции (пример — микросхемы триггеров, логических элементов И-НЕ и т.п., такие как К155 ЛАЗ, К155 ТМ2 и другие).



Средняя интегральная схема (СИС) — ИС 2-й и 3-й степени интеграции. Такая схема содержит один или несколько узлов: счетчик, дешифратор и т.п. Пример — К155 ИЕ7 – счетчик, К155 ИД3 – дешифратор и т.п.



Большая интегральная схема (БИС) — ИС 3-й и 4-й степени интеграции — одно или несколько функционально законченных устройств (АЛУ, ПЛМ, ОЗУ и т.п.). Пример – КР1802 ВР2 – умножитель/делитель и другие.



Сверхбольшая интегральная схема (СБИС) — ИС 5-й и 7-й степени интеграции – законченная ЭВМ или другой вид аппаратуры. Пример – Pentium микропроцессор, содержащий 3,1 млн. транзисторов. КР1816 ВЕ51 – однокристальная микроЭВМ, AT90S8535 – микроконтроллер.

7
В 1981 году были введены следующие термины:



Микропроцессор — устройство, управляемое программным способом, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управления. Может быть изготовлен на одной или нескольких БИС.



Микропроцессорная ИС — ИС, выполняющая функции микропроцессора (МП) или его части.



Микропроцессорный комплект (МПК) — совокупность МП БИС и других ИС.



Базовый МПК — минимальный состав, т.е. набор ИС, необходимых для построения основных узлов микропроцессора или контроллера.



Микропроцессорные БИС — результат взаимопроникновения микроэлектроники и вычислительной техники. Здесь действует своего рода положительная обратная связь: успехи интегральной технологии приводят к созданию более совершенных ЭВМ, а применение ЭВМ на всех этапах проектирования, изготовления и контроля БИС позволяет, в свою очередь, повышать степень интеграции, «запрятывать» в БИС и СБИС все более сложные цифровые устройства.

8
Рывок в повышении степени интеграции был настолько стремителен, что сейчас нередко возникает проблема: что поместить на кристалле СБИС? Решая ее, изготовители идут по двум направлениям: создание регуляторных структур (ОЗУ, ПЗУ) со все большим числом элементов и «сведение» в одну СБИС устройств, ранее занимавших несколько СБИС меньшей степени интеграции (процессор совмещают с памятью, с портами ввода-вывода и т.п.).

9
Первая в мире микропроцессорная БИС появилась в 1971 году. Это был микропроцессор 4004 фирмы Intel (США). МП 4004 был типа DIP, имел разрядность, равную 4, и выполнял короткие операции за 10,8 мкс. Вскоре появились другие МП БИС, например, SBP — 0400 фирмы TI (США) — первая слайсовая (секционируемая) МП БИС. Сейчас в мире выпускаются МП БИС, изготавливаемые по р-МОП, n-МОП, КМОП, И2Л, ТТЛ (ТТЛШ), ЭСЛ-технологиям. Максимальной степени интеграции позволяет на сегодня достичь МОП-технология. Имеются уже СБИС памяти емкостью 16 Мбит на кристалле.

10
Многообразие применяемых МП БИС требует умения ориентироваться в системе их условий обозначений. Подробно эта система приводится в справочниках по цифровым ИС. Обозначение ИС включает в себя несколько буквенно-цифровых элементов, указывающих на тип корпуса, конструктивно-технологическую группу, шифр серии, подгруппы и вида ИС (т.е. ее функциональное назначение) и т.п.

11
В табл. 1 приведены некоторые обозначения типов ИС из подгруппы схем вычислительных средств (первая из двух – В). Например, К580ВМ80-БИС микропроцессора серии К580, на что указывают буквы ВМ.


Таблица 1. Обозначения типов ИС из подгруппы схем вычислительных средств
Обозначение Тип микросхемы
1 2
ВА схемы сопряжения с магистралью
ВБ схемы синхронизации
ВВ схемы интерфейса
ВГ Контроллеры
ВЕ микроЭВМ
ВЖ Специальные схемы
ВИ Времязадающие
ВК Комбинированные
ВМ Микропроцессоры
ВН Схемы управления прерыванием
ВП Прочие
ВР Расширители функциональные
ВС Микропроцессорные секции
ВТ Схемы управления памятью
ВУ Схемы микропрограммного управления
ВФ Функциональные преобразователи информации
ВХ Микрокалькуляторы


12
По старым системам условных обозначений многие ранее выпускающиеся МП БИС относили к подгруппе комбинированных схем арифметических и дискретных устройств — ИК, например: БИС микропроцессора серии К580 обозначалась К580ИК80. В МПК БИС нередко включаются БИС ЗУ (ОЗУ, ПЗУ и др.), обозначаемые как РУ, РТ, РЕ, РР, РФ и т.п., например, К573РФ4 – БИС ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации со схемами управления.

13
Итак, первый микропроцессор — это Intel – 4004. Этот 4-х разрядный МП, имевший систему из 46 команд. Вскоре фирма выпустила усовершенствованный вариант МП4004 — микропроцессор. Intel – 4040, также 4-х разрядный, но имевший уде 60 команд и размещавшийся в 24-выводном корпусе.

14
Затем появился МП Intel-8008 — первый 8-разрядный монолитный микропроцессор. Он был выполнен по p-МОП – технологии. Наконец, после Intel – 8008 появился знаменитый Intel-8080 8-разрядный, выполняемый уже по n-МОП технологии. Он имел 78 команд, цикл 2 мкс. Этот МП имел отдельные шины адреса (16-разрядную) и данных (8-разрядную). Он позволял адресовать память объемом до 64 Кбайт, имел 16-разрядные программный счетчик и указатель стека. Размещался Intel-8080 в 40-выводном DIP-корпусе. В СССР был выпущен аналог этого МП — микросхема К580ИК80.

15
С повышением степени интеграции выпускались все более мощные по своим характеристикам МП БИС – 16 и 32-разрядные МП, умножители, сверхбыстродействующие МПК, однокристальные микроЭВМ.

16
Обобщенная структура вычислительного устройства приведена на рис. 1. В микропроцессорных системах такая структура реализуется преимущественно на БИС. Если все блоки такого вычислительного устройства помещены на один кристалл (размещены в одной БИС или СБИС), то это – однокристальная микроЭВМ. Сейчас, как правило, вычислительные мощности однокристальных микроЭВМ невелики: малый объем памяти, небольшая разрядность процессора, низкая пропускная способность ввода-вывода. Для достижения более высоких характеристик микроЭВМ реализуют на нескольких БИС. Совокупность БИС процессора, памяти и портов ввода-вывода позволяет построить законченную микроЭВМ.

структура вычислительного устройства
Риунок 1. Структура вычислительного устройства:
                 ЦП — центральный процессор;
                 П — память;
                 ПВВ — порты ввода-вывода.

17
Такой же подход используется и при создании центрального звена вычислительного устройства – процессора.

18
Если весь процессор размещен в одной БИС (СБИС), то его называют однокристальным процессором (ОМП). Для создания процессора более быстродействующего или большей разрядности, или с расширенным набором команд и т.д. его реализуют на нескольких БИС — это уже многокристальный микропроцессор (ММП).

19
Как правило, ОМП является более простым в применении, однако не позволяет создавать вычислительные устройства с очень хорошими характеристиками. Многокристальные МП сейчас реализуются на более «быстродействующих» технологиях (ТТЛШ. ЭСЛ), имеют развитую архитектуру, наращиваемую разрядность и являются микропрограммируемыми. Последнее обстоятельство позволяет создавать вычислительные устройства со специальным набором команд, а иногда – и с переменным набором команд. ММП, однако, сложнее применять.

19
МПК БИС, включающие в свой состав ОМП, схемы управления. Ввода-вывода и т.д., принято называть модульными. МПК БИС, включающие ММП с переменной разрядностью. Микропрограммное устройство управления, интерфейсы и др., называют секционированными.

19
В настоящее время у нас применяются все указанные выше классы МП БИС: однокристальные микроЭВМ, однокристальные МП и секционируемые МП.

к cледующей лекции к началу страницы
Лекция1. Введение



Скачать файл (601.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru