Микропроцессор туралы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Микропроцессор - бұл барлық басқа құрылғылардың жұмысын басқаратын және ақпаратқа арифметикалық және логикалық операцияларды орындайтын дербес компьютердің орталық блогы.

Микропроцессор келесі негізгі функцияларды орындайды:

Команданы негізгі жадтан оқиды және шифрды ашады.

Негізгі жадтан және құрылғының сыртқы адаптерінің регистрлерінен деректерді оқыңыз

Сыртқы құрылғыларға қызмет көрсетуге арналған адаптер мен тапсырыстарды қабылдайды және өңдейді.

Негізгі жадтағы және сыртқы құрылғылардың адаптер регистрлеріндегі мәліметтерді өңдеу және сақтау.

Компьютердің барлық басқа түйіндері мен блоктары үшін басқару сигналдарын құру.

Микропроцессорда келесі перифериялық құрылғылар бар:

1. Арифметикалық логикалық блоктар сандық және символдық ақпарат бойынша барлық арифметикалық және логикалық операцияларды орындау үшін қолданылады.

2. Басқару блогы компьютердің әр түрлі бөліктерінің өзара әрекеттесуін үйлестіреді. Келесі негізгі функцияларды орындайды:

Ол белгілі бір басқару сигналдарын (басқару импульстері) тудырады және оларды әртүрлі процестердің бөлшектеріне байланысты машинаның барлық бөліктеріне қажетті уақытта жібереді.

Ағымдағы операция үшін қолданылатын жад ұяшықтарының адрестерін жасайды және осы адрестерді компьютердегі тиісті блоктарға жібереді.

Уақытында қайтарылған импульстер пойызын алыңыз.

3. Микропроцессорлық жады машинаның келесі тактикалық циклі кезінде есептеу үшін пайдаланылатын ақпаратты сақтау, жазу және қысқаша шығару үшін қолданылады. Микропроцессорлық жад регистрлерде болады, бұл сіздің компьютеріңіздің жоғары өнімділігін қамтамасыз етеді, өйткені негізгі жады микропроцессордың тиімді жұмыс істеуі үшін қажетті ақпаратты жазу, қабылдау және оқу жылдамдығын әрдайым қамтамасыз ете бермейді. Жоғары жылдамдық үшін қолданылады.

Математикалық процессор екілік айнымалыларды, екілік кодталған ондық бөлшектерді басқаруды және тригонометриялық функцияларды есептеуді жылдамдатуы керек. Математикалық процессордың негізгі микропроцессормен параллель жұмыс істейтін, бірақ оның басқаруымен жұмыс істейтін өзін-өзі реттейтін жүйесі бар. Бұл процесті он есе жылдамдатады. MP 80486 DX микропроцессорлық модель құрылымына математикалық процессорды қосады.

DMA контроллері микропроцессорды магниттік диск жетегін тікелей басқарудан босатады, бұл компьютердің тиімді жұмысын едәуір жақсартады.

Енгізу-шығару процессоры микропроцессормен қатар жұмыс істейді, бұл бірнеше сыртқы құрылғыларға қызмет көрсету кезінде енгізу-шығару процедураларының орындалуын едәуір жылдамдатады, ал микропроцессор жадқа тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етеді.

Кідірту - басқа бағдарламаны жылдам бастау үшін бағдарламадағы уақытша кідіріс. Бұл қазір маңызды. Оқшаулау мониторы кідірту процедурасын орындайды, сыртқы құрылғыдан кідіртуге сұраныс алады, сұраныстың басым деңгейін анықтайды және микропроцессорға кідірту сигналы жібереді.

Барлық микропроцессорларды келесі топтарға бөлуге болады:

Нұсқаулардың жиынтығы бар CISC типті микропроцессор.

RISC микропроцессорында ажыратуға арналған бірқатар нұсқаулар бар.

Үлкен басқару сөзі бар VLIW микропроцессоры.

Минималды нұсқаулар жиынтығы және өте жылдам MISC типті микропроцессор және т. б.

Процессордың биттік сыйымдылығы - бұл санның биттердің максималды саны.

ШИМ немесе PWM (импульстің енін модуляциялау) бұл жүктемені қоректендіруді басқару әдісі. Басқару импульстің қайталану жиілігімен импульстің ұзақтығын өзгертуден тұрады. Импульстің енін модуляциялау аналогтық, сандық, екілік және бұрылмалы болып табылады.

Импульстік ен модуляциясын электр түрлендіргіштерінің, әсіресе импульстік түрлендіргіштердің тиімділігін арттыру үшін пайдалануға болады. Импульстік түрлендіргіштер қазіргі кезде әр түрлі электронды құрылғылардың екінші реттік энергия көздерінің негізін құрайды. Кері қайту және алға бағыттау, батырмалар, жартылай көпірлер мен көпір ажыратқыштары PWM қатысуымен басқарылады. Бұл резонанстық түрлендіргіштерге де қатысты.

Импульстің енін модуляциялау ұялы телефонның, смартфонның немесе ноутбуктің LCD дисплейінің жарықтығын реттеуге мүмкіндік береді. PWM дәнекерлеушілері, автомобиль инверторлары, зарядтағыштар және т. б. Ол жүзеге асырылды. Қазіргі уақытта барлық зарядтағыштар жұмыс істеуі үшін PWM пайдаланады. Коммутациялық режимде жұмыс жасайтын биполярлық және өрістік транзисторлар қазіргі жоғары жиілікті түрлендіргіштерде коммутациялық элементтер ретінде қолданылады. Бұл периодтың бір бөлігі транзистор үшін толық ашық және периодтың бір бөлігі толығымен жабық дегенді білдіреді.

Өтпелі күй тек бірнеше ондаған наносекундқа созылатындықтан, коммутатор аз қуатты тұтынады және коммутатор үшін жылу ретінде орташа шығыс қуаты аз болады. Бұл жағдайда транзистордың жабық ажыратқыш ретіндегі кедергісі өте аз, ал транзистордағы кернеудің төмендеуі нөлге жақын.

Ашық күйде транзистордың өткізгіштігі нөлге жақын және нақты ток болмайды. Бұл тиімділігі жоғары, яғни жылу шығыны төмен ықшам түрлендіргіштерді жасауға мүмкіндік береді. Нөлдік токты ZCS-ге айналдыратын резонанстық түрлендіргіш (нөлдік ток коммутациясы) бұл шығынды азайтады, ал инвертор емес модуляцияланған тұрақты ток сигналы.

Шығарылған импульстар тік бұрышты, олардың қайталану жылдамдығы араның (немесе үшбұрышты толқын формасының) жиілігіне сәйкес келеді, ал импульстің оң бөлігінің ұзақтығы тұрақты модуляцияланған сигнал деңгейінің әсер ететін уақытына байланысты болады. Төңкерілетін компаратордың кірісі инверттеу кірісіне жіберілген қатынас сигналының деңгейінен үлкен. Егер аралау кернеуі модуляцияланған сигналдан үлкен болса, шығыс импульсі теріс болады. Егер аралау компаратордың инверсиясыз кірісіне, ал модуляцияланған сигнал түрлендіргішке берілсе, импульстің шығысы оң болады. Орташа квадрат толқынының кернеуі осы модуляцияланған сигналдан жоғары. Төмен болған кезде ол теріс болады. Аналогды PWM генерациясының мысалы ретінде TL494 микросхемасын айтуға болады, ол қазіргі кезде коммутациялық қуат көздерін құруда кеңінен қолданылады. Сандық PWM екілік сандық технологияда қолданылады. Сонымен қатар, импульс екі мәннің біреуін ғана алады (қосулы немесе өшірулі) және орташа шығыс деңгейі қалаған мәнге жақын. Мұнда беріліс сигналы N-разрядты санауышпен қабылданады. RMS бар сандық құрылғылар да тұрақты жиілікте жұмыс істейді, бұл басқарылатын құрылғының жауап беру уақытынан сөзсіз асып түседі. Бұл процесс асып түсу деп аталады. Сағат жиектері арасында сандық PWM шығысы санауыштың сигнал деңгейін шамамен санымен салыстыратын сандық компаратор шығысының ағымдағы күйіне байланысты жоғары немесе төмен болып қалады.

Шығу 1 және 0 күйлеріндегі импульстер тізбегі ретінде анықталады және әрбір сағат күйі кері бағытта өзгеруі немесе өзгермеуі мүмкін. Импульстің жиілігі жақындау сигналының деңгейіне пропорционалды, ал кезектес қондырғылар үлкенірек, ұзын импульстар құра алады.

Айнымалы еннің импульсі 1 сағаттық кезеңнің еселігі және жиілігі 1/2 NT. Мұндағы T 1 сағаттық цикл, N сағат циклдарының саны. Мұнда жиіліктерді сағат жиілігінен төмен алуға болады. 1 немесе 2 сатылы PWM сипатталған цифрлық генерация схемасы, импульстік код ИКМ модуляциясы.

Бұл жиілігі 1 Т, ені Т немесе 0 және импульспен кодталған екі сатылы модуляция мәні бар импульстар тізбегі. Артық үлгілер ұзақ мерзімді орташаландыру үшін қолданылады. Жоғары сапалы PWM импульстік жиіліктің модуляциясы деп аталатын бір биттік импульстің тығыздығын модуляциялау арқылы жүзеге асырылады.

Таймерлер микропроцессорлық жүйенің нақты уақыт режимінде жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін уақыт аралығын жасауға арналған. Таймер - бұл генератордан немесе сыртқы сигнал көзінен импульстарды өте тұрақты жиілікте санайтын сандық санауыш. Бұл жағдайда таймер сыртқы оқиға есептегіші деп аталады. Таймер микропроцессордың жүйелік шинасына параллель порт арқылы қосылады.

Микроконтроллердің ішкі сағат генераторы әдетте микропроцессорлық жүйелер үшін жиіліктегі генератор рөлін атқарады. Генератор жиілігі таймер анықтай алатын минималды уақыт аралығын орнатады. Қатаң анықталған дискретті мәндер таймер анықтаған уақыт аралығында болуы мүмкін. Сандық таймер есептегішінің биттік ені таймер орната алатын максималды уақыт аралығын анықтайды.

Микропроцессорлық жүйелерде әдетте 16 биттік таймерлер қолданылады. Мұндай таймерді 8 биттік процессорға қосу үшін екі параллельді порт қажет. Сондай-ақ, таймерді басқару үшін арнайы қосқыш қажет. Таймердің біткенін көру үшін таймерді қосу және өшіру қажет. Толып кету фактісі таймер санауышының жіберу шығысына қосылған қосымша триггерде сақталады. Бұл триггер индикатор деп аталады. Таймерді қосу / ажырату және таймердің асып кету индикаторы жеке енгізу-шығару порттары арқылы микропроцессорлық жүйенің шинасына қосылады. 1-суретте таймерлердің ең кең таралған блок-схемасы көрсетілген. Әрбір енгізу-шығару порты микропроцессордың ішкі адрес кеңістігінде көрсетілген және жеке адресі бар. Сондықтан, таймер басталмай тұрып есептегішке нөл жазылса, таймер 65 536 машиналық циклдан кейін асып кетеді. Микропроцессорлық жүйенің негізгі осцилляторының жиілігін, яғни TG генератор сигналының фазасын білу таймердің толып кету уақытын секундпен анықтауға мүмкіндік береді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.