На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Реферат Микропроцессор (МП) как программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации. Проектирование вычислительных устройств на основе многокристальных МП. Класс секционированных микропроцессоров с микропрограммным управлением.

Информация:

Тип работы: Реферат. Предмет: Схемотехника. Добавлен: 12.06.2009. Сдан: 2009. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
КАФЕДРА РЭС
РЕФЕРАТ
НА ТЕМУ:
«Основы микропроцессорных систем»


МИНСК, 2009
Развитие микроэлектроники в начале 1970-х г.г. привело к появлению микропроцессоров (МП) - новой разновидности больших интегральных схем (БИС), представляющих собой универсальные по назначению, функционально законченные устройства, по своим функциям и структуре напоминающие упрощённый вариант процессоров обычных ЭВМ, но имеющие несравнимо меньшие размеры. Микропроцессоры относятся к классу микросхем, особенностью которых является возможность программного управления работой БИС с помощью определённого набора команд.
Микропроцессор - это функционально законченное универсальное программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управление им, выполненное на одной или нескольких БИС.
Микропроцессорная БИС (МП БИС) - интегральная микросхема, выполняющая функцию МП или его части. По существу, это БИС с процессорной организацией, разработанной для построения микропроцессорных систем.
Микропроцессорный комплект (МПК) - это совокупность МП и других БИС и СБИС, совместимых по конструкторско-технологическому исполнению и предназначенных для совместного применения при построении МП, микроЭВМ и других вычислительных средств. (чипсет).
Логическая организация (архитектура) микропроцессоров ориентирована на достижение универсальности применения, высокой производительности и технологичности. Универсальность МП определяется возможностью их разнообразного использования и обеспечивается программным управлением микропроцессором, позволяющим производить программную настройку МП на реализацию определённых функций, магистрально-модульным принципом построения, а также специальными аппаратно-логическими средствами: сверхоперативной регистровой памятью, многоуровневой системой прерываний, прямым доступом к памяти, программно-настраиваемыми схемами управления вводом-выводом и т.п.
Относительно высокая производительность МП достигается использованием для их построения быстродействующих БИС и СБИС и специальных архитектурных решений, таких, как стековая память, разнообразные способы адресации, гибкая система команд и др.
Технологичность микропроцессорных средств обеспечивается модульным принципом конструирования, который предполагает реализацию этих средств в виде набора функционально законченных БИС, легко объединяемых в соответствующие вычислительные устройства, машины, комплексы и системы.
Микропроцессоры при больших вычислительных и логических возможностях, высокой универсальности и гибкости характеризуется низкой стоимостью, уникально малыми размерами, высокой надёжностью. Благодаря указанным особенностям МП служат системными элементами, на основе которых создаются различные универсальные и специализированные микропроцессорные системы, микроЭВМ, программируемые микроконтроллеры, непосредственно встраиваемые в приборы, машины, технологические установки, и позволяющие достигнуть значительного повышения уровня автоматизации технологических процессов, экономии энергии, сырья, материалов, повышения производительности и качества труда.
Достоинством МП по сравнению с большими процессорами является то, что мощности последних разделяются между многими пользователями (задачами), в то время как МП предназначен для использования одним пользователем (задачей). В результате значительно упрощается программное обеспечение. В больших ЭВМ программные средства поддержки их функционирования (прежде всего операционная система) требуют больших накладных расходов в добавление к значительным затратам на аппаратные средства. Такого рода затраты значительно меньше или практически отсутствуют в микропроцессорных системах. Достоинства МП ещё больше возрастают по мере увеличения их разрядности и быстродействия. Существующие МП во многих отношениях превосходят процессоры обычных и мини-ЭВМ, которые выпускались 10 лет назад. Поэтому префикс “микро” следует интерпретировать с точки зрения размеров и стоимости МП и МП-систем, а не их возможностей.
МП характеризуется большим числом параметров, так как он, с одной стороны, функционально является сложным программно-управляемым цифровым процессором, т.е. устройством ЭВМ, а с другой - интегральной схемой или схемами с высокой степенью интеграции элементов, т.е. электронным прибором.
В общем случае МП могут быть классифицированы по различным характеристикам основными из которых являются:
1) тип микроэлектронной технологии, используемой при изготовлении МП БИС.
По технологической реализации различают:
р-МПД-технологии (первые виды МП), n-МДП-технологии, КМДП-технологии, TTL-технологии, ЭСЛ-технологии, И2Л-технологии. За исключением р-МПД-технологии и ограниченного применения TTL-технологии, все остальные эффективно применяются в настоящее время при изготовлении БИС и СБИС.
2) число кристаллов, образующих МП (однокристальные и многокристальные).
Однокристальные МП имеют фиксированную разрядность без возможности её наращивания, а также фиксированную систему команд, так как соответствующие командам микропрограммы “зашиты” внутри кристалла. Многокристальные МП имеют возможность наращивания разрядности за счёт последовательного соединения однотипных микропроцессорных элементов (секций), реализованных в виде отдельных БИС.
Отличительной особенностью многокристальных МП по сравнению с однокристальными является также то, что в них отсутствует фиксированная система команд. Пользователь имеет возможность создавать собственную систему команд.
Однако проектирование вычислительных устройств на основе многокристальных МП отличается большей сложностью.
3) тип корпуса (их порядка двух десятков);
4) разрядность. Разрядность МП показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт).
Разрядность МП во многом определяет уровень сложности задач, которые могут решаться с помощью конкретного комплекта МП.
Малоразрядные МП применяются в устройствах с двоично-десятичной системой счисления и невысоким быстродействием обработки данных (калькуляторах, кассовых аппаратах, измерителях параметров и т.д.).
Восьми- и шестнадцати разрядные МП обладают существенными вычислительными возможностями и находят применение при обработке алфавитно-цифровой информации, в системах связи, станках с ЧПУ и др.
Микропроцессоры высокой разрядности (32 и выше) позволяют создавать более компактные программы с минимумом команд, что резко снижает стоимость отладки программ, которая может достигать 50…70% стоимости всех технических средств микропроцессорного комплекса.
5) быстродействие (тактовая частота, время выполнения команд). Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. Чем выше частота тактов, тем больше команд может исполнить МП в единицу времени, тем выше его производительность.
Производительность МП определяется временем решения ряда тестовых задач и зависит от быстродействия выполнения простых операций, разрядности, числа регистров общего назначения, структуры схем ввода-вывода и других факторов.
6) ёмкость адресуемой памяти. (объём).
Она характеризует информационные возможности МП-комплекса (к настоящему времени достигает десятков Гбайт) и с учётом широкой номенклатуры периферийных устройств, подключаемых к МП в составе комплекса (блоки ОЗУ большой ёмкости, накопители на гибких магнитных дисках, CD, принтеры, сканеры и т.д.), организация адресации памяти является одной из важнейших проблем проектирования МП-комплекса.
7) тип управляющего устройства;
8) система команд (число команд, способы адресации).
В процессе работы МП обслуживает данные, находящиеся в его регистрах (внутренних ячейках), в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных - как адресные данные, а часть - как команды. Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить МП над данными, образует так называемую систему команд МП. МП, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. МП, относящиеся к разным семействам, различаются по системам команд и невзаимозаменяемые.
Различают МП с расширенной и сокращенной системой команд. Чем шире набор системных команд МП, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы МП. Так, например, система команд процессоров Intel Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с раширенной системой команд - CISC-процессорами (CISC - Complex Instruction Set Computer).
В противоположность CISC-процессорам в середине 80-х годов появились процессоры архитектуры RISC (Reduced Instruction Set Computer) - процессоры с сокращенной системой команд.
При такой архитектуре количество команд в системе намного меньше, и каждая из них выполняется намного быстрее.
CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах.
RISC-процессоры используют в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций.
Компания AMD выпускает МП семейства AMD-K6, в основе которых лежит внутренне ядро, выполненное по RISC-архитектуре, и внешняя структура выполненная по архитектуре CISC. Таким образом, появились МП совместимые с МП х86, но имеющие гибридную архитектуру.
Система команд МП, как правило, содержит следующие типы команд:
а) команды вычислений (арифметических и логических);
б) команды пересылки данных;
в) команды управления (условных и безусловных переходов);
г) команды ввода-вывода;
д) команды обращения к подпрограммам;
е) вспомогательные команды;
В соответствии с адресной частью команды может осуществляться обращение к памяти, регистру или устройству ввода-вывода.
Кстати, МП х86 имеют самую сложную в мире систему команд.
9) число уровней прерывания;
10) возможность прямого доступа к памяти;
11) число и уровни питающих напряжений;
По мере развития МП происходит постепенное понижение питающего напряжения. Ранние модели процессоров х86 имели питающее напряжение 5В. С переходом к процессорам Intel Pentium оно было понижено до 3,3В, а в настоящее время оно составляет менее 3В. Причём ядро МП питается пониженным напряжением 2,2В. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояние между структурными элементами в кристалле МП до десяти тысячных долей миллиметра не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в МП, а это позволяет увеличить его производительность без угрозы перегрева.
12) уровни сигналов;
13) потребляемая мощность;
В настоящее время она составляет от 10…20 мВт до 1…3 Вт у современных МП в зависимости от выполняемой работы.
14) температурный диапазон;
15) помехоустойчивос и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.