Микропроцессордың архитектурасы

Дәріс 7. Тақырыбы: Микропроцессорлардың архитектурасы. Микропроцессор-дың типтік қҧрылымы Разрядтылық – 1) разрядтар саны; бір машиналық сӛздегі ең кӛп екілік разрядтар саны; 2) регистрде сақталынатын сӛздің барынша ұзындығы. Қуаттылық қоректену қоректендіру кӛзі – мамандандырылған компьютер – бір ғана нақты мәселені орындауға арналған компьютер (мысалы, тігін машинасын немесе автоматтық станокты басқаратын құрылғы). Микропроцессор деп бағдарламаланушы логикамен бас құрылғы немесе бағдарламаланушы құрылғыны айтады. Микропроцессор жұмыс атқару жүйесін программалық түрде ӛзгерте отырып, мәліметтерді ӛңдеп, түрлендіріп бере алатын бір немесе бірнеше үлкен интегралдық схемалар жинағы. Микропроцессор келесі сипттамаларға ие болады: 1. адрестік және мәліметтердің разрядтылығы; 2. корпустың түрі әр түрлі 3. шашырау қуаты 4. температуралық диапазоны 5. разрядтылық мүмкіндігін кеңейту 6. цикл уақыты командаларды орындау 7. сигналдардың деңгейі 8. бӛгеуілге орнықтылық 9. жүктемелік қабілеттік 10. сигналдарды шығыста біріктіру 11. сенімділігі. Микропроцессор жинағында үлкен ИС-дың санына қарай бір кристалдық, кӛпкристалдық және секциялық кӛпкристалдық микропроцессорларды ажыратуға болады. Жалпы белгілеу бойынша универсалдық және мамандандырылған микропроцессор бӛлінеді. Универсалдық МП - әр түрлі есептерді шешу үшін қолданады. Мамандандырылған МП - алдын-ала анықталған есепті шығару үшін қолданылады. Кіру сигналдарды ӛңдеу түрі жағынан ӛзгешелігі:

1. цифрлық  микропроцессорлі

2. аналогтық МП (дәлдігі жоғары, оның ішінде аналогтық-цифрлік және цифрлік-аналогық түлендіргіштер де қосқан). Орындалатын бағдарламаға санына қарай – бір және кӛп бағдарламалы МП. Жұмысты уақыттық дене құрылысы ӛзгешелігіне сипаттама.

· Синхрондық МП

· Асинхрондық МП

· Операияның басы және соңғы жағдайын орындау басқару құрылғымен белгілейді.

Орындайтын бағдарлама санына қарай – бір және кӛп бағдарламалы ПП. Ф ҚазҰПУ 0703-10-09 Пәннің оқу-әдістемелік кешені. Екінші басылым 18

Бір программалы МП-де тек бір ғана программа орындалады. Қазіргі орындайтын программа біткен кезінде ғана басқа программаны орындауға кӛшеді. Кӛппрограммалы немесе мультипрограммалы МИ-де бір кезде бірнеше программалар орындайды. Микропроцессор үш негізгі блоктан тұрады:

· арифметикалық-қисындық құрылғы (АҚҚ)

· ішкі регистрі блогы

· басқару құрылғы

МП-нің бұр қораптарының арасында деректер мен алмасып тұру үшін деректердің ішкі ӛрелік жолы пайдаланылады. Микропроцессор деп ЭВМ-нің процессоры, яғни берілне деректерді ӛңдеп, ЭВМ жұмысын басқаратын құрылғы қызметін атқаратын үлкен интегралды схеманы (СБИС) айтады. Жалпы айтқанда, МП-р программаланатын қызмет атқаратын микроэлектронды әмбебап цифрлық блок, сондықтан да МП-дың қолданылуы тек қана ЭВМ-мен шектелмейді. Микропроцессорлың шешетін жұмыстары, оның қызмет етуі микроЭВМ-нің есте сақтау құрылғысында жазылған программа бойынша анықталады. МП-дың ең жақсы үлгілері бір үлкен интегралдық схема (БИС) түрінде жасалынады. Бұлары бір кристалды МП-лар деп айтады. МП-лар бірнеше БИС-тен де тұрады. Бір кристалды МП-дың құрылымынан мынадай функционалдық бӛлікткрді кӛруге болады. Басқарушы импульстерді бергіш пен командалардың шифрын анықтағышы бар басқару құрылғысы арифметикалық-логикалық құрылғыдан тұратын ӛзіндік процессор, енгізіп-шығару құрылғысы (мультиплексор), күй регистрі (тіркеуіш), жалпы міндет атқаратын регистрлер, адрестік регистр және қорытынды нәтиже регисті. Басқару құрылғысы командалар кодтарын тұрақты есте сақтау құрылғысынан алады, онда микропроцессордың жұмыс істеуін қамтамасыз ететін программа жазылған. Бұл командалардың дешифратода шифры – кілті ашылып, онда МП-дың жұмысын басқаратын кодтар тізбегі жасалынады. Енгізіп-шығару мультиплексоры процессорға келіп түсетін информацияны коммутациялайды (қажетті тізбектерге қосып ажыратады). Регистрлер операциялармен берілетін нәтижелерді уақытша сақтауға арналған. Жоғарыда айтылғандай, МП-лар бірнеше жеке-жеке үлкен схемалардан құрастырылады. Осындай үлкен Un-дық схемалар жиынтығын микропроцессорлық комплект деп атайды. Қазіргі кезде бірнеше МП-лық комплекстер (К587, К589 және т.б) шығарылады. МП-лық комплекстердің құрамына 5-тең 10-ға дейін үлкен интегралды схемалар кіреді. Олар контроллерлер, автоматтардың басқару блоктарын, микро-ЭВМдер сияқты әр түрлі цифрлік құрылғылар құрастыруға мүмкіндік береді. Бүгінгі күнде тиімді қолданыс тауып отырған негізгі бағыттары келтірілген.

1. Ә. Берікұлы. Техникалық  электроника. Алматы. Білім. 1995 ж. – 149 б. 2. Ә. Беріков. Электроника және ЭВМ. Алматы. «Қазақстан». 1988 ж. 3. Микропроцессоры. Ч. 1-8. Учебное пособие для вузов /П. В. Нестеров, В. Ф. Шаньгин, П. Е. Костин и др. Под ред. Л. Н. Преснухина. М.: Высшая школа. 1984-1985. 4. Калабеков Б. А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. – М.: Телеком, 2000. 5. Напрасник М. В. Микропроцессоры и микроЭВМ: Учеб. пособие - М.: Высш. шк., 1989. -192 с. 6. Ушкар М. Н. Микропроцессорные устройства в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Радио и связь, 1988. - 130 с. 7. Бектаев С. К. Компьютер: сұрақ және жауап. Алматы. Қазақстан. 1991. 8. Вычислительная и микропроцессорная техника. Учебник для вузов. Под ред. Э. В. Евреинова. М.: Радио и связь. 1991.