36226

Программно-логическая модель микропроцессора

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Программнологическая модель микропроцессора. Программная модель микропроцессораидет речь про регистрывопрос 14 На современном компьютерном рынке наблюдается большое разнообразие различных типов компьютеров. Логическая структура микропроцессора Логическая структура микропроцессора т. Именно структура задает состав логических блоков микропроцессора и то как эти блоки должны быть связаны между собой чтобы полностью отвечать архитектурным требованиям.

Русский

2013-09-21

35.5 KB

25 чел.

13. Программно-логическая модель микропроцессора.

Программная модель микропроцессора(идет речь про регистры……вопрос 14)

На современном компьютерном рынке наблюдается большое разнообразие различных типов компьютеров. Поэтому возможно предположить возникновение у потребителя вопроса — как оценить возможности конкретного типа (или модели) компьютера и его отличительные особенности от компьютеров других типов (моделей). Рассмотрения для этого одной лишь только структурной схемы компьютера недостаточно, так как она принципиально мало чем различается у разных машин: у всех компьютеров есть оперативная память, процессор, внешние устройства. 
Различными являются способы, средства и используемые ресурсы, с помощью которых компьютер функционирует как единый механизм. Чтобы собрать воедино все понятия, характеризующие компьютер с точки зрения его функциональных программно-управляемых свойств, существует специальный термин — архитектура ЭВМ.
 
Впервые понятие архитектура ЭВМ стало упоминаться с появлением машин 3-го поколения для их сравнительной оценки.

Логическая структура микропроцессора

Логическая структура микропроцессора, т. е. конфигурация составляющих микропроцессор логических схем и связей между ними, определяется функциональным назначением. Именно структура задает состав логических блоков микропроцессора и то, как эти блоки должны быть связаны между собой, чтобы полностью отвечать архитектурным требованиям. Срабатывание электронных блоков микропроцессора в определенной последовательности приводит к выполнению заданных архитектурой микропроцессора функций, т. е. к реализации вычислительных алгоритмов. Одни и те же функции можно выполнить в микропроцессорах со структурой, отличающейся набором, количеством и порядком срабатывания логических блоков. Различные структуры микропроцессоров, как правило, обеспечивают их различные возможности, в том числе и различную скорость обработки данных. Логические блоки микропроцессора с развитой архитектурой показаны на рис. 2.3. 

Рис. 2.3. Общая логическая структура микропроцессора: I - управляющая часть, II - операционная часть; БУПК - блок управления последовательно-стью команд; БУВОп - блок управления выполнением операций; БУФКА - блок управления формированием кодов адресов; БУВП - блок управления виртуальной памятью; БЗП - блок защиты памяти; БУПРПр - блок управления прерыванием работы процессора; БУВВ - блок управления вводом/выводом; РгСОЗУ - регистровое сверхоперативное запоминающее устройство; АЛБ - арифметико-логический блок; БДА - блок дополнительной арифметики; БС - блок синхронизации.

При проектировании логической структуры микропроцессоров необходимо рассмотреть: 
1) номенклатуру электронных блоков, необходимую и достаточную для реализации архитектурных требований; 
2) способы и средства реализации связей между электронными блоками; 
3) методы отбора если не оптимальных, то наиболее рациональных вариантов логических структур из возможного числа структур с отличающимся составом блоков и конфигурацией связей между ними.

При проектировании микропроцессора приводятся в соответствие внутренняя сложность кристалла и количество выводов корпуса. Относительный рост числа элементов по мере развития микроэлектронной технологии во много раз превышает относительное увеличение числа выводов корпуса, поэтому проектирование БИС в виде конечного автомата, а не в виде набора схем, реализующих некоторый набор логических переключательных функций и схем памяти, дает возможность получить функционально законченные блоки и устройства ЭВМ.

Использование микропроцессорных комплектов БИС позволяет создать микроЭВМ для широких областей применения вследствие программной адаптации микропроцессора к конкретной области применения: изменяя программу работы микропроцессора, изменяют функции информационно-управляющей системы. Поэтому за счет составления программы работы микропроцессоров в конкретных условиях работы определенной системы можно получить оптимальные характеристики последней.

Если уровень только программной "настройки" микропроцессоров не позволит получить эффективную систему, доступен следующий уровень проектирования - микропрограммный. За счет изменения содержимого ПЗУ или программируемой логической матрицы (ПЛМ) можно "настроиться" на более специфичные черты системы обработки информации. В этом случае частично за счет изменения микропрограмм затрагивается аппаратный уровень системы. Технико-экономические последствия здесь связаны лишь с ограниченным вмешательством в технологию изготовления управляющих блоков микроЭВМ.

Изменение аппаратного уровня информационно-управляющей микропроцессорной системы, включающего в себя функциональные БИС комплекта, одновременно с конкретизацией микропрограммного и программного уровней позволяет наилучшим образом удовлетворить требованиям, предъявляемым к системе.

Решение задач управления в конкретной системе чисто аппаратными средствами (аппаратная логика) дает выигрыш в быстродействии, однако приводит к сложностям при модификации системы. Микропроцессорное решение (программная логика) является более медленным, но более гибким решением, позволяющим развивать и модифицировать систему. Изменение технических требований к информационно-управляющей микропроцессорной системе ведет лишь к необходимости перепрограммирования работы микропроцессора. Именно это качество обеспечивает высокую логическую гибкость микропроцессоров, определяет возможность их широкого использования, а значит и крупносерийного производства.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17572. Использование криптографического интерфейса Windows при разработке приложений. Создание приложений для создания ключей и ключевого материала 2.41 MB
  Лабораторная работа № 4.2 Тема: Использование криптографического интерфейса Windows при разработке приложений. Создание приложений для создания ключей и ключевого материала. Обмен ключами. Функции CryptoAPI для работы с ключевым материалом. Цель: изучить принципы построе...
17573. Использование криптографического интерфейса Windows при разработке приложений. Шифрование и дешифрование данных 1.22 MB
  Лабораторная работа № 4.3 Тема: Использование криптографического интерфейса Windows при разработке приложений. Шифрование и дешифрование данных. Формирование и проверка ЭЦП. Управление доступом к контейнеру ключей. Цель: изучить принципы построения и использования Cr...
17574. Защита на уровне IP 13.27 MB
  Лабораторная работа № 4.4 Тема: Структура отчета Титульный лист. Тема и цель работы. Задание и номер варианта. Краткие теоретические сведения. Ход работы. Выводы. Теоретические сведения Защита на уровне IP Cообщество Internet разработало...
17575. Исследование регистрового файла микроконтроллера PIC 16C71 26.5 KB
  Лабораторна работа № 1 Тема: Исследование регистрового файла микроконтроллера PIC 16C71 Знакомство со средой MPLAB Цель работы: Ознакомиться с программной средой MPLAB. Краткие теоретические сведения: При помощи MPLAB можно редактировать эм
17576. Дослідження арифметико-логічних команд РІС – контролера 136 KB
  Лабораторна робота № 2 Дослідження арифметикологічних команд РІС контролера Множення без знакових чисел Мета роботи: Вивчення алгоритму множення без знакових чисел та його реалізація за допомогою системи команд периферійного РІС контролера у програмному ...
17577. Программная реализация обнаружения ошибки в пакете 174.5 KB
  Лабораторная работа №6 Тема: Программная реализация обнаружения ошибки в пакете Цель: Научиться обнаружать ошибки в пакете с помощью программной реализации Краткие теоретические сведения: w equ 0; f equ 1; r0 equ 0c; r1 equ 0d; r2 equ 0e; packet equ 45; polinom equ 0b; status equ 03; ...
17578. Исследование команд для работы с битами PIC контроллера 170 KB
  Лабораторная работа № 3 Тема: Исследование команд для работы с битами PIC контроллера Деление без знаковых чисел Цель работы: изучение алгоритма деления без знаковых чисел и его реализация при помощи системы команд периферийного PIC контроллера в программной ср
17579. Исследование команд передачи управления 93.5 KB
  Лабораторная работа № 4 Тема: Исследование команд передачи управления. Программная реализация алгоритма коррекции после сложения чисел в BCD формате. Цель: Исследовать команды передачи управления при помощи программной реализации алгоритма сложения чисел ...
17580. Исследование команд управления и работа с константами 188.5 KB
  Лабораторная работа № 5 Тема: Исследование команд управления и работа с константами. Программная реализация механизма десятичной коррекции при вычислении текста BCD Цель: Изучить принцип механизма десятичной коррекции с использованием системы команд микро...