Тема 3.3 Архитектура микропроцессоров

Содержание программы

Классификация микропроцессоров ( однокристальные и секционные микропроцессоры (МП); технические характеристики; микропроцессорные комплекты; микроконтроллеры). Архитектура однокристальных МП (обобщенная логическая структурная схема МП; назначение основных модулей, принцип функционирования МП; набор программно-доступных регистров). Архитектура секционных МП( структура секционного процессорного элемента, организация микроЭВМ на секционных МП). Организация АЛУ. Микропроцессоры архитектуры INTEL, DEC, MOTOROLA).

Методические указания

При рассмотрении темы следует классифицировать микропроцессоры, определить технические характеристики микропроцессоров, дать определение микропроцессорному комплекту (МПК), базовому МПК, микропроцессорному набору; следует рассмотреть общую схему ЭВМ с назначением блоков и магистралей. Особое внимание следует уделить МПК БИС КР580, рассмотреть структуру МП КР580ВМ80А с назначением блоков и узлов. Систему команд МП КР580ВМ80А, форматы команд и способы адресации этого МП.

Применение секционируемых микроЭВМ дает возможность пользователю варьирования разрядности микроЭВМ за счет объединения различного числа БИС операционной части, настройки микроЭВМ на обработку произвольной системы команд за счет изменения кодировки ПЗУ. Следует рассмотреть пример построения секционируемой микроЭВМ на базе МПК К1804. Следует рассмотреть состав МПК К1804, структурную схему секционного МП, организацию обрабатывающей части МП секционного типа. Следует рассмотреть МП персональных компьютеров Intel и AMD(Celeron, Pentium, Duron, Athlon), особенности построения и использования, а также изучить процессоры RISC архитектуры.

Контрольные вопросы

1 Дайте определение МПК, базовому МПК, микропроцессорному набору.

2 Перечислите состав МПК БИС КР58О.

3 Перечислите основные блоки МП КР580ВМ80А, объясните их назначение.

4 На какие группы делится система команд МП КР580ВМ80А?

5 Какие форматы команд используются в МП КР580ВМ80А?

6 Какие способы адресации используются в МП КР580ВМ80А?

7Чем обусловлено использование секционируемых микроЭВМ?

8 Перечислите состав МПК БИС К1804.

9 Как организуется обрабатывающая часть МП секционного типа?

10 Объясните общую схему ЭВМ. Назначение основных блоков.

11 Дайте характеристику современным МП и микроЭВМ.

12 Перечислите основные принципиальные отличия МП RISC – CISC – архитектуры.

Тема 3.4 Организация ввода-вывода в микропроцессорной системе

Содержание программы

Организация интерфейсов ( понятие и виды интерфейсов, организация системных интерфейсов, интерфейсы периферийных устройств). Контроллеры периферийных устройств ( понятие программно-доступного порта ввода-вывода. Контроллеры параллельных и последовательных интерфейсов). Система прерываний в микропроцессорной системе ( понятие прерываний выполнения основной программы. Типы прерываний. Организация системы прерываний в микропроцессорной системе). Организация прямого доступа к памяти( назначение организации прямого доступа к памяти (ПДП), схема организации ПДП).

Методические указания

Ввод - вывод в ЭВМ заключается в обмене данными (это числа, наборы символов, команд) между периферийными устройствами машины и ее оперативной памятью.

Следует рассмотреть принципы организации ввода - вывода:

-программный обмен: синхронный обмен; асинхронный обмен;

- ввод-вывод по прерываниям;

-прямой доступ к памяти (ПДП).
Существует два основных типа каналов:

- селекторный - группа быстродействующих внешних устройств подключается к каналу, режим работы которого обеспечивает однократный прием или передачу большой порции данных. При этом режим работы с периферийными устройствами называется монопольным.

- мультиплексный канал. Медленнодействующие устройства характеризуются большими временными промежутками между передаваемыми кодами символов. Поэтому в паузах между обслуживанием одного периферийного устройства удается опросить выходные регистры всех остальных устройств или передать в них коды выводимых символов. Эту задачу решает мультиплексный канал.

Мультиплексированием называется передача данных от нескольких независимых источников в один информационный канал. Устройства, реализующие этот принцип передачи информации, называются мультиплексорами. Следует рассмотреть условное графическое обозначение и принципы реализации мультиплексора и демультиплексора, выполнить их синтез.

Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью сопряжений, которые в вычислительной технике называются интерфейсами.

Интерфейс представляет собой совокупность линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов, предназначенную для осуществления обмена информацией между устройствами.

Следует рассмотреть классификацию интерфейсов по следующим принципам:

- по функциональному назначению (магистральные и
внешние интерфейсы периферийных устройств, системные интерфейсы, локальных сетей и глобальных сетей);

- по типу организации связей (магистральные, радиальные, радиально - магистральные;

- по принципу обмена информацией (с параллельной, последовательной передачей информации);

- по способу передачи информации во времени (с синхронной и асинхронной передачей данных).

Контрольные вопросы

1 В чем суть ввода – вывода в ЭВМ?

2 Объясните программный обмен данными и его разновидности.

3 Назначение и принцип осуществления ПДП.

4 По каким каналам осуществляется обмен данными с быстродействующими и медленнодействующими устройствами?

5 Дайте определение мультиплексору и выполните его синтез.

6 Дайте определение и классификацию интерфейсов.

Тема 3.5 Вычислительные и микропроцессорные устройства

Содержание программы

Особенности построения микропроцессорных систем. Применение вычислительных средств в системах управления. Контроль работы вычислительных средств.

Методические указания

При рассмотрении темы следует дать определение микропроцессорной системе (МПС); рассмотреть ее структурную схему и дать назначение блоков и магистралей МПС.

Под вычислительной системой (ВС) понимают совокупность технических средств (устройств для обработки данных, устройств памяти, периферийных устройств) и специальных программ, поставляемых вместе с аппаратурой.

Вычислительная система, решающая задачи управления, называется контроллером.

Большинство ВС относится к восстанавливаемым системам, таким, в которых возможно устранение неисправности и ее последствий.

Возможные ошибки (сбои) вычислительной машины можно разделить на систематические и случайные.

Ошибки в процессе вычислений во время наладки, ремонта и профилактики обнаруживаются средствами контроля ЭВМ -совокупностью средств, предусмотренных в аппаратуре ЭВМ и (или) в программах. Поэтому средства контроля подразделяются на программные и аппаратные.

Программный контроль ЭВМ состоит из программно-логического контроля и (или) тестового контроля выполнения предусмотренных зависимостей или состояний.

Аппаратный контроль ЭВМ осуществляется с помощью встроенного в ЭВМ оборудования.

Следует рассмотреть следующие аппаратурные методы контроля: контроль па четность-нечетность; контроль по совпадению; контроль с исправлением одиночной ошибки, допущенной при передаче; метод дублирования оборудования: контроль арифметических операций.

Следует рассмотреть следующие программные методы контроля: контроль правильности ввода информации; контроль с помощью двойных просчетов; контроль алгоритма; контроль программы по счетчику времени; контроль с помощью тестовых задач.

Контрольные вопросы

1Объясните структурную схему МПС. Данте определение ВС.

2 Какие ВС называются восстанавливаемыми?

3 Чем обусловлены систематические ошибки?

4 Чем вызваны случайные ошибки?

5 Чем обнаруживаются программный контроль ЭВМ?

6 Как осуществляется программный контроль ЭВМ? Перечислите программные методы контроля и разъясните их суть.

7 Как осуществляется аппаратурный контроль ЭВМ? Перечислите аппаратурные методы контроля и разъясните их суть.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒