 |
|
Уявлення про мікропроцесорні засоби
Розвиток технології і схемотехніки мікроелектронних схем призвів до створення великих інтегральних схем (ВІС), що являють собою універсальні за призначенням, функціонально закінчені пристрої і по своїх функціях та структурі нагадують спрощений варіант процесора ЕОМ третього покоління, але мають незрівнянно менші розміри. Такі ВІС отримали назву мікропроцесорів.
Мікропроцесор (МП) – це мікросхема або сукупність невеликого числа мікросхем (відповідно один або декілька кристалів ВІС), що виконує над даними арифметичні і логічні операції і що здійснює програмне керування обчислювальним процесом.
Мікропроцесорні засоби випускаються промисловістю у вигляді наборів сумісних по рівням напруг живлення, сигналах і представленні інформації ВІС і СІС (інтегральні схеми середнього ступеня інтеграції) – наборів мікропроцесорних схем, що включають МП, мікросхеми оперативної і постійної пам’яті, керування введенням-виведенням, генератора тактових сигналів і інш.
Мікропроцесори і мікропроцесорні набори служать основою для створення різних універсальних і спеціалізованих мікро-ЕОМ, мікропроцесорних інформаційно-керуючих систем, мікроконтроллерів що програмуються, різноманітних мікропроцесорних приладів і пристроїв контролю, керування і обробок даних. Так, наприклад, лабораторні стенди побудовані на основі мікропроцесорного набору серії КР580.
Мікро-ЕОМ, або мікрокомп’ютером називають пристрій обробки даних, що містить один або декілька мікропроцесорів, ВІС постійної і оперативної пам’яті, ВІС керування введенням і виведенням і деякі інші схеми. Мікрокомп’ютер такого складу іноді називають ”голим” через відсутність в ньому периферійних пристроїв (зовнішніх запам’ятовуючих пристроїв (ЗЗП) і пристроїв введення та виведення ). Мікрокомп’ютери в такій конфігурації часто застосовують як вбудовані в різні верстати, машини і технологічні процеси керуючі пристрої (контроллери).
Мікрокомп’ютери широкого призначення, що використовуються для виконання обчислювальних робіт, керування складними технологічним процесами, оснащуються необхідними периферійними пристроями (дисплеями, друкуючими пристроями, ЗП на гнучких дисках, аналогово-цифровими і цифрово-аналоговими перетворювачами і інш.).
Мікропроцесорною системою (МП-системою) звичайно називають спеціалізовану інформаційну або керуючу систему, побудовану на основі мікропроцесорних засобів.
Мікрокомп’ютер з невеликими обчислювальними ресурсами і спрощеною системою команд, орієнтований не на обчислення, а на виконання процедур логічного керування різним обладнанням, називається мікроконтроллером, що програмується або просто мікроконтроллером.
Логічна організація (архітектура) мікропроцесорів (мікропроцесорних засобів) орієнтована на досягнення універсальності застосування, високої продуктивності і технологічності.
Універсальність мікропроцесорів (мікропроцесорних засобів) визначається можливістю їх різноманітного застосування і забезпечується програмним керування МП, що дозволяє проводити програмну настройку МП на виконання певних функцій, магістрально-модульним принципом побудови, а також спеціальними апаратурно-логічними засобами: надоперативною регістровою пам’яттю, багаторівневою системою переривання, прямим доступом до пам’яті, схемами керування введенням-виведенням, що програмно настроюються і т.п.
Відносно висока продуктивність МП досягається використанням для їх побудови швидкодіючих великих і надвеликих інтегральних електронних схем і спеціальних архітектурних рішень, таких як стекова пам’ять, різноманітні способи адресації, гнучка система команд (або мікрокоманд) і інш.
Технологічність мікропроцесорних засобів забезпечується модульним принципом конструювання, який передбачає реалізацію цих засобів у вигляді набору функціонально закінчених ВІС, що просто об’єднуються у відповідні обчислювальні пристрої, машини і комплекси.
Висока універсальність і гнучкість МП, що досягається завдяки програмному керуванню, низька вартість, невеликі розміри, підвищена надійність, можливість вбудовування мікропроцесорних засобів в прилади, машини і технологічні процеси забезпечують мікропроцесорам виключно широке застосування в різних керуючих і обробляючих дані цифрових пристроях і системах.
Використання мікропроцесорів приводить до зміни характеру проектної роботи розробника пристроїв і систем автоматики: в багатьох випадках проектування схем замінюється розробкою програм настройки мікропроцесорної апаратури на виконання певних функцій.