Микропроцессорлардың құрылымы
Нормативтік сілтемелер 6
Пайданылатын қысқартулар мен белгілер 7
Кіріспе 8
1. Микропроцессордың типтік құрылымы 9
2. КР580ВМ80 микропроцессорының құрылымы 11
3. Pentium микропроцессорлардың құрылымы 14
4. Микропрограммамен басқарылатын микропроцессордың
құрылымы 16
5. Жадыны ұйымдастыру 18
6. Микропроцессорлық жүйедегі интерфейс 24
Пайдаланылған әдебиеттер і 29
Пайданылатын қысқартулар мен белгілер 7
Кіріспе 8
1. Микропроцессордың типтік құрылымы 9
2. КР580ВМ80 микропроцессорының құрылымы 11
3. Pentium микропроцессорлардың құрылымы 14
4. Микропрограммамен басқарылатын микропроцессордың
құрылымы 16
5. Жадыны ұйымдастыру 18
6. Микропроцессорлық жүйедегі интерфейс 24
Пайдаланылған әдебиеттер і 29
Тақырыбының өзектілігі.
Курстық жұмыстың өзектілігі тақырыб бойынша қарастылылған мателиалдардың микропроцессорлық техникада пайдалуымен анықталады.
Курстық жұмыстың мақсаттары мен міндеттерімикропроцессорлық техникадағы пайдаланатын құрылғыларды қолдану принциптеріне негізделеді.
Практикалық қажеттілігі.
Курстық жұмыстың практикалық қажеттілігі қарастырылған принциетері, құрылымдық схемалары, сипаттамалары әр-түрлі цифрлық техникада қолдану мұмкіндіктерімен анықталады.
Курстық жұмыстың мазмұны тапсырманың және әдістемелік нұсқаудың талаптарына сәйкеседі [1].
Курстық жұмыстың өзектілігі тақырыб бойынша қарастылылған мателиалдардың микропроцессорлық техникада пайдалуымен анықталады.
Курстық жұмыстың мақсаттары мен міндеттерімикропроцессорлық техникадағы пайдаланатын құрылғыларды қолдану принциптеріне негізделеді.
Практикалық қажеттілігі.
Курстық жұмыстың практикалық қажеттілігі қарастырылған принциетері, құрылымдық схемалары, сипаттамалары әр-түрлі цифрлық техникада қолдану мұмкіндіктерімен анықталады.
Курстық жұмыстың мазмұны тапсырманың және әдістемелік нұсқаудың талаптарына сәйкеседі [1].
1. Б.С. Есмағамбетов. «Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар» пәні бойынша 5В071900 «Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар» мамандығы студенттеріне курстық жұмысты орындау үшін ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ. М.О.Әуезов атындағы ОҚМУ баспа орталығы, Шымкент қ., Тауке хан д., 5
2. Есмағамбетов Б.С. Цифрлық құрылғылары және микропроцессорлар. Оқу құралы. Шымкент: «Нұрлы бейне» баспасы, 2010, 184с
3. М.В.Напрасник. Микропроцессоры и микроЭВМ.-М.: Высшая школа, 1989.
4. Е.П.Балашов, В.Л.Григорьев, Г.А.Петров, Микро- и мини-ЭВМ.-Л.: Энергоатомиздат, 1984. (3)
5. С.Т.Хвощ, Н.Н. Варлинский, Е.А. Попов. Под общей редакцией С.Т.Хвоща. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления. Справочник. – Л.: Машиностроение, 1987. (2)
6. Ч.Юэн, К.Бичем, Дж. Робинсон. Микропроцессорные системы и их применение при обработке сигналов. Перевод с английского Т.Э.Кренкеля. Под ред. Б.А.Калабекова. – М.: Радио и связь, 1986.
7. Есмағамбетов Б.С. Басқару жүйелердргі микропро-цессорлық кешендер. Оқу құралы. Шымкент: «Әлем баспасы», 2013, 236с
2. Есмағамбетов Б.С. Цифрлық құрылғылары және микропроцессорлар. Оқу құралы. Шымкент: «Нұрлы бейне» баспасы, 2010, 184с
3. М.В.Напрасник. Микропроцессоры и микроЭВМ.-М.: Высшая школа, 1989.
4. Е.П.Балашов, В.Л.Григорьев, Г.А.Петров, Микро- и мини-ЭВМ.-Л.: Энергоатомиздат, 1984. (3)
5. С.Т.Хвощ, Н.Н. Варлинский, Е.А. Попов. Под общей редакцией С.Т.Хвоща. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления. Справочник. – Л.: Машиностроение, 1987. (2)
6. Ч.Юэн, К.Бичем, Дж. Робинсон. Микропроцессорные системы и их применение при обработке сигналов. Перевод с английского Т.Э.Кренкеля. Под ред. Б.А.Калабекова. – М.: Радио и связь, 1986.
7. Есмағамбетов Б.С. Басқару жүйелердргі микропро-цессорлық кешендер. Оқу құралы. Шымкент: «Әлем баспасы», 2013, 236с
Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 25 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 25 бет
Таңдаулыға:
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ
МИНИСТРЛІГІ
М.ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
Автоматтандыру, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ және
БАСҚАРУ кафедрасы
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
пәні Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар
мамандығы: Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар
тақырыбы: Микропроцессорлардың құрылымы
Жұмыс ____________
Бағасы
Бағасына қорғалды
___ ___________ 2015_ж.
Комиссия
____________
қолы, аты - жөні
____________
қолы, аты - жөні
Норма бақылау:
______________________
қолы, аты - жөні
Орындаған
Студент ________________________
Тобы _______________-
_______________________
қолы, аты - жөні,
Жетекші _____________________
қолы, аты - жөні,
Шымкент 2015 ж.
Ф.7.05 - 04
М.О. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті
Автоматтандыру, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ және
БАСҚАРУ кафедрасы
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
Исмаилов С.Ө. т.ғ.к., доцент
___________ 2015ж.
Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар
пәні бойынша курстық жұмыс
ТАПСЫРМА № 10
Студент тобы
Жұмыс тақырыбы: Микропроцессорлардың құрылымы
Бастапқы мәліметтер жоқ
№
Курстық жұмыстың мазмұны
Орындау мерзімі
Салыстырмалы көлемі (парақ саны)
1
Кіріспе
2 апта
1-2
2
Микропроцессордың типтік құрылымы
5 апта
8-9
3
КР580ВМ80 МП-ың құрылымы
7 апта
2-3
4
Pentium микропроцессорлардың құрылымы
8 апта
1-2
5
Микропрограммамен басқарылатын микропроцессордың құрылымы
10 апта
4-5
6
Жадыны ұйымдастыру
14 апта
5-6
№
Графикалық бөлімнің мазмұны
Орындау мерзімі
Парақ саны
Формат
Әдебиет:
1. Б.С. Есмағамбетов. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар пәні бойынша әдістемелік нұсқау
2. Есмағамбетов Б.С. Цифрлық құрылғылары және микропроцессорлар. Оқу құралы. Шымкент: Нұрлы бейне баспасы, 2010, 184с
3.Есмағамбетов Б.С. Басқару жүйелердргі микропро-цессорлық кешендер. Оқу құралы. Шымкент: Әлем баспасы, 2013, 236с
Тапсырманың берілген күні _________, жұмысты қорғалған күні ______
Жұмыстың жетекшісі: _______________________
(аты - жөні, қолы)
Тапсырманы орындауға қабылдаған ____________________________
(күні, студенттің қолы)
Ф.7.04 - 06
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
М.О. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті
Ақпараттық технологиялар және энергетика жоғары мектебі
Автоматтандыру, телекоммуникация және басқару кафедрасы
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
Исмаилов С.Ө. т.ғ.к., доцент
_________________2015ж.
Курстық жұмыс қорғау
Хаттамасы № 10
пәні: Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар
студент ___________________ тобы _________________-
(аты - жөні)
Курстық жұмыс тақырыбы Микропроцессорлардың құрылымы
Қорғау кезінде келесі сұрақтарға жауап алынды:
1. ___________________________________ ____________________________
2. ___________________________________ ____________________________
3. ___________________________________ ____________________________
Курстық жұмысты орындау кезінде алынған балл (60 мүмкіндіктен) _______, қорғау бағаланды (40 мүмкіндіктен ) __________ балл.
Сомалық баллы ____________
Жұмыстың бағасы ____________
Курстық жұмыстың жетекшісі ___________________
Комиссия мүшелері _________________________
Комиссия мүшелері _____________________________
Қорғау күні ___________________________2015ж.
Аннотация
Соңғы кезде өндірістік технологиялық процестерінде қолданылатын машиналар мен жабдықтардың көбісінде басқару әрекеттері цифрлық аппаратурамен жүзеге асады. Басқаруды бір мақсатқа бағытталған ақпараттың өзгеруі деп қарастырғанда, мұндай аппаратура микропроцессордың ақпарат өңдейтін мүмкіндігін пайдаланады. Осы тұрғыдан қарағанда, курстық жұмысында қарастырылған мәселелер микропроцессорлардың құрылымымен танысуға жол ашады.
Курстық жұмысында микропроцессорлардың құрылымы, Pentium микропроцессорлардың құрылымы, микропрограммамен басқарылатын микропроцессорлардың құрылымы, жадыны ұйымдастыру, микропрцессорлық техникадағы интерфейс тұралы мәселелері қарастырылған.
Көлемі 29 бет, 19 сурет, 7 әдебиет қолданылған.
Мазмұны
Нормативтік сілтемелер 6
Пайданылатын қысқартулар мен белгілер 7
Кіріспе 8
1. Микропроцессордың типтік құрылымы 9
2. КР580ВМ80 микропроцессорының құрылымы 11
3. Pentium микропроцессорлардың құрылымы 14
4. Микропрограммамен басқарылатын микропроцессордың
құрылымы 16
5. Жадыны ұйымдастыру 18
6. Микропроцессорлық жүйедегі интерфейс 24
Пайдаланылған әдебиеттер і 29
Нормативті сілтемелер
Белгілер
Атауы
ВСН 205-84
Технологиялық процестерді автоматтындыру жүйесінің электр құрылғыларының жобалау бойынша нұсқаулық
ГОСТ 2.708-81
Сандық және есептік техниканың электр схемаларын орындау ережесі
ГОСТ 2.755-87
Сызбадағы шартты графикалық белгілер.коммутациялық және байланыс желілер.
ГОСТ 2.754-72
Шартты шрафикалық электр құрылғылары және жоспардағы сымдар.
ГОСТ 2.601-95
Эксплуатациялық құжаттар (ЕСКД)
ФС ОҚМУ 4.6-002-2004 СМК
Оқу құжаттарын рәсімдеу ережелері. Графикалық құдаттарға қойылатын жалпы талаптар.
СНиП 3.05.07-85
Автоматтандыру жүйесі.
ПТҚ
Тұтынушылардың электр құрылғыларын техникалық пайдалану ережесі.
ТҚЕ
Тұтынушылардың электр құрылғыларын пайдалану кезінде техникалық қауіпсіздік ережелері
ВСН-329-78
Бақылау аспаптарының және автоматтаедыру құралдарын монтаждау мен жөндеу кезінде техникалық қауіпсіздігі бойынша нұсқаулық
Қолданылған қысқартулар мен белгілер
МП - микропроцессор
ЭЕМ - электронды есептеу машина
АЛҚ - арифметикалық-логикалық кұрылғы
БҚ - басқару құрылғы
РА - адрес регистрі
БС - бұйрықтар санағышы
БР - бұйрықтар регистрі
СК - стек көрсеткіші
ЖМР - жалпы міндеттегі регистрлер (
МБТБ - микробұйрықтардың тізбектілігін бақылаушы
МБЖ - микробұйрықтар жадысы
МПБҚ - микропрограммалық басқару құрылғысы
ОҚ - операциялық құрылғы
КМБА- келесі микробұйрықтардың адрестері
АЦТ - аналогты - цифрлық түрлендіргіш
ӨМА - өткелдердiң мақсаттық адрестер
z - белгі регистрі
Кіріспе
Тақырыбының өзектілігі.
Курстық жұмыстың өзектілігі тақырыб бойынша қарастылылған мателиалдардың микропроцессорлық техникада пайдалуымен анықталады.
Курстық жұмыстың мақсаттары мен міндеттері микропроцессорлық техникадағы пайдаланатын құрылғыларды қолдану принциптеріне негізделеді.
Практикалық қажеттілігі.
Курстық жұмыстың практикалық қажеттілігі қарастырылған принциетері, құрылымдық схемалары, сипаттамалары әр-түрлі цифрлық техникада қолдану мұмкіндіктерімен анықталады.
Курстық жұмыстың мазмұны тапсырманың және әдістемелік нұсқаудың талаптарына сәйкеседі [1].
1.Микропроцессордың типтік құрылымы.
МП-ның архитектурасы деп оның структуралық сұлбасы мен бұйрық (командалар) жүйесін айтады [2].
Микропроцессордың типтік структурасы төмендегі суретте көрсетілген [2,3].
Сурет 1. - Микропроцессордың типтік құрылымдық сұлбасы
Микропроцессор негізгі үш блоктан: арифметикалық-логикалық кұрылғыдан (АЛҚ), басқару құрылғыдан (БҚ) және ішкі регистрлардың блогынан түрады [2,3]. Осы блоктардың өзара берілгендермен ауысуы ішкі берілгендер шинасы арқылы жүзеге асырылады.
Микропроцессордың бас функциясын - мәліметтерді өндеу орындаушысы болып арифметикалық-логикалық кұрылғы (АЛҚ) табылады. АЛҚ-да орындалатын операциялар, әртүрлі микропроцессорда әртүрлі болуы мүмкін. Барлық АЛҚ-ға негізгі операцияларды анықтауға болады. Бұл: қосылу, ЖӘНЕ (И), НЕМЕСЕ (ИЛИ), жоятын НЕМЕСЕ (ИЛИ), инверсия, солға жылжу, оңға жылжу.
Басқару құрылғысы барлық МП құрылғыларының керекті тізбекті функционерлеуін ұйымдастыру үшін арналған. Бұл үшін БҚ ішкі және сыртқы басқару сигналдарын, сонымен қатар микроЭЕМ-ның басқа құрылғыларына да түсетін сигналдарын талдап, іс- жүзіне асырады.
Микропроцессордың басқа бір негізгі бөлігі болып регистрлер табылады, олардың негізгі мақсаты- берілгендерді уақытша сақтау. Бір регистрлар арнаулы тағайындалуларға ие болса, басқасы көпмақсатылыққа ие. Соңғы жағдайда олар жалпы міндеттегі регистрлары деп аталады (ЖМР) және программистың өз қалауы бойынша пайдалынады. Микропроцессорда регистрдың саны мен тағайындалуы оның архитектурасына байланысты.
Барлық микропроцессорда кездесетін негізгі регистрлардың тағайындалуын қарастырайық.
Адрес регистрі (РА) микроЭЕМ жадысына әрбір сұраныс жіберген кезінде, микропроцессорда қолдануға арналған адрес аймағын көрсетіп, мәліметтер адресін сақтау үшін қызмет етеді [2,3]. Бұл регистрдің шығысы адрестік шина деп аталады және кіріс- шығыс портын немесе жады аймағын тандау үшін пайдалынады.
Аккумулятор (А)[2,3] - бұл микропроцессордың негізгі регистры. Микропроцессорде орындалатын барлық операциялар аккумулятор көмегімен жүзеге асырылады. Екі сөзбен кез- келген арифметикалық не логикалық операцияны орындағанда, олардың бірі аккумуляторда, басқасы жадыда немесе қандай да бір регистрде орналастырылады. АЛҚ- ның операцияны орындаған нәтижесі де әдетте аккумуляторға орналастырылады. Бұл кезде оның ішіндегі ақпарат жоғалады.
Берілгендер мен кейбір әрекеттер тікелей аккумуляторда орындалуы мүмкін. Мысалы, акумулятордағы ақпаратты солға немесе оңға жылжытуға болады; аккумуляторды оның барлық разрядтарына екілік нөлдерді жазу арқылы нөлдік қалыпқа немесе барлық разрядтарға екілік бірлерді жазу арқылы бірлік қақалыпқа қоюға болады; оның инверттелген мәнін алуға және басқа да операцияларды орындауға болады.
Аккумулятор разрядының саны микропроцессордың сөзінің ұзындығына сәйкес келеді, берілгендер микропроцессордың ішкі берілгендер шинасынан келіп түседі. Өз кезегінде, аккумулятор осы шинаға берілгендерді жібере алады.
Бұйрықтар (командалар) санағышы (БС) [2,3] орындалатын бұйрықтың (команданың) адресін сақтауға арналған. Программа- микро ЭЕМ жадында сақталған және орындалуға арналған бұйрықтар тізбегі екені белгілі. Нақты тапсырманың дұрыс шешілуі мақсатында бұйрықтар белгілі бір қатаң тәртіппен орындалуы керек. Бұл тәртіп санағышымен қамтамасыз етіледі. Программа орындалар алдында санағышқа программаның бірінші бұйрығын көрсететін адрес жүктеледі. Программаның бірінші бұйрығының адресі адрестік шинамен жадының басқару сұлбаларына жіберіледі. Нәтижесінде көрсетілген адрес бойынша ондағы ақпарат оқылады. Жадыдан бұйрықты оқығаннан кейін БС-ның қүрамы автоматты түрде 1-ге ұлғайып, келесі орындалатын бұйрық адресі қалыптасады. Жадыдан алынған бұйрықтар орындалу үшін бұйрықтар регистрі деп аталатын микропроцессордың арнайы регистріне жіберіледі.
Бұйрықтар регистрі (БР) дешифрлеу мен орындау процессінде бұйрықтың кодын сақтайды.
Белгі регистрі (z) - АЛҚ-дағы бұйрықты аяқтау нәтижесінің белгісі. Мысалы, егер нәтиже 0-ге тең болса, z =1, ал егер нәтиже 0-ге тең болмаса, z=0.
Стек көрсеткіші (СК). Стек- бұл микропроцессор регистрлерінің немесе оперативті жады ұяшықтарының жиынтығы. Бұл жерден берілгендер не адрестер жоғарыдан келесі принцип бойынша тыңдалады: бірінші жазыллған - соңғы оқылған. Стекке келесі сөзді жазғанда, алдында жазылған барлық сөздер бір регистрге төқмен түседі. Стектен бір сөзді алып тастағанда, қалған сөздер бір регистрге жоғары көтеріледі.
Жалпы міндеттегі регистрлер (ЖМР) операндарды уақытша сақтауға қызмет етеді. ЖМР- лері бар орындалатын операциялар сыртқы берілгендер шинасы мен адрес шинасына шығусыз орындалады. Сондықтан, олар жады ақпараты бар операцияларға қарағанда, едәуір жылдам жұмыс істейді. Осыған байланысты ЖМР- ді өте жоғары оперативті жады деп атайды. ЖМР саны әртүрлі МП үшін әртүрлі.
2. КР580ВМ80 микропроцессорының құрылымы.
КР580ВМ80 (І8080) МП-ның құрылымдық сұлбасы келесі суретте келтірілген [3,4].
Сурет 2 - КР580 МП-ның құрылымы.
Шартты белгілер:
БС-бұйрықтар (командалар) санағышы;
А-аккумулятор;
БР-белгілер регистрі;
АЛҚ-арифметика- логикалық құрылғы;
БҚ- басқару құрылғысы.
КР580МП құрылғыларының функционалдық мақсаттары алдыңғы бөлімде қарастырылғанға ұқсас.
Қарастырылып жатқан МП-ның арифметика- логикалық құрылғысы арифметикалық қосу мен алу операцияларын, логикалық ЖӘНЕ (И), НЕМЕСЕ (ИЛИ), жоятын НЕМЕСЕ (ИЛИ) және қозғалту операцияларын орындайды [2,3].
Жалпы міндеттегі регистрлерге алты программалық қол жеткізуге болатын регистрлер кіреді. Оларды 16- разрядты регистрлерді қалыптастыру үшін жұптарға біріктіруге болады:
(В, С)- В-жұбы;
(Д, Е)- Д-жұбы;
(H, L)- Н-жұбы.
Сөйте тұра, олардың әрқайсысының белгілі бір специялизациясы бар. Мысалы, Н-жұбы көбіне жадыға адрестеуге қолданылады (оған ұяшық адресі енгізіліп, жанама регистрлік адрестеу жүргізіледі).
W және Z регистрлері программалық қол жеткізуге болмайтын регистрлер және МП ішіндегі бұйрықтарды орындауға қолданылады.
Басқару құрылғысы құрастырылатын басқарушы сигналдар төмендегі суретте келтірілген
Айырбастың бағыты
...
Сұлба іші
БҚ
Ұстауды бекіту (ҰБ)
Ұстауға сұраныс (ҰС)
Үзуге сұраныс (ҮС)
Үзуге рұқсат (ҮР)
ТИГ (τ1, τ2) қарама-қарсы фазалы такттік импульстары
Синхро сигнал (Синхр)
Қабылдау Беру (ҚБ) (#БР)
Күту (Кт)
Дайындық (Дай)
Түсіру
Айырбастың бағыты
...
Сұлба іші
БҚ
Ұстауды бекіту (ҰБ)
Ұстауға сұраныс (ҰС)
Үзуге сұраныс (ҮС)
Үзуге рұқсат (ҮР)
ТИГ (τ1, τ2) қарама-қарсы фазалы такттік импульстары
Синхро сигнал (Синхр)
Қабылдау Беру (ҚБ) (#БР)
Күту (Кт)
Дайындық (Дай)
Түсіру
Сурет 3. - Басқару құрылғысының басқарушы сигналдары.
Басқарушы сигналдардың жұмыс істеу мақсатын қарастырайық [3,4].
Синхросигнал (Синхр) - әрбір машиналық цикл басында қалыптасатын синхрондау сигналы. МП-ның барлық құрылғыларының жұмысын синхрондау үшін қызмет етеді.
Синхр синхросигналмен регистрге басқарушы сөзді (БасС) жазуға болады.
Түсіру- бастапқы орнықтыру сигналы; бұл сигнал бойынша бұйрықтар санағышы БС нөлдік қалыпқа түседі.
Қабылдау (Қб) - МП-ң берілгендерді БШ-нан қабылдау сигналы;
Беру (Бр) - МП-ң берілгендерді БШ-на жіберу сигналы;
Дд- дайындық сигналы: сыртқы құрылғының алмасуға дайындығынан хабар береді;
Кт- күту сигналы; МП-ң күту режимінде екенін көрсетеді;
ҮС- үзуге сұраныс сигналы; Сыртқы құрылғыдан келіп тұседі;
ҮС сигналын алысымен МП жүріп жатқан программаны орындауды тоқтатып, сұраныс жіберілген құрылғыға қызмет көрсетуші қосымша программасына көшеді. Бұл сигнал әрбір бұйрықтың машиналық циклінің соңғы тактінде тексеріледі.
ҮР- үзуге рұқсат сигналы; ҮС сигналына жауап ретінде жіберіледі.
ҰС және ҰБ- ұстауға сұраныс және бекіту сигналдары; Жадынан ҰС сигналды алысымен МП магистральдан ажыратылып, магистральды басқаруды жадыға тікелей ену контроллеріне береді.
Басқарушы сөз (БС)
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Д7- Оқ (оқу)- егер берілген машиналық циклде жадыдан берілгендер оқылады деп болжанса, 1 шығарылады.
Д6- ЕНГ (енгізу)- егер берілген машиналық циклде берілгендер енгізіледі деп болжанса, яғни адрестік шинада енгізу құрылғысының адресі, ал берілгендер шинасында- енгізілетін ақпарат болса, 1 шығарылады.
Д5-Ц1 (М1) (бұйрықтың бірінші циклі). Бұйрықтың бірінші байтын таңдау машиналық циклінің белгісі.
Д4- Шығ (шығару). Егер бірінші машиналық циклде берілгендер шығарылады деп болжанса, 1 шығарылады.
Д3- ТР (тоқтатуды растау). HALT бұйрығы бойынша тоқтату белгісі.
Д2- СОп (стекпен операциялар). Стекпен хабарласу болжанса 1 шығарылады (әдетте пайдаланбайды).
Д1- Жз Шығ (жазу немесе шығару). Шығару бұйрығымен бірігеді, демек, Д4 разрядын ескеру керек.
Д0- ҮР (үзуді растау).
Белгі регистрі.
Қандай да бір операцияны орындау алдыңғы операцияны орындау кездегі нәтиже мәніне тәуелді болып қойылуы мүмкін, мысалы, қосу кезінде тасымалдау бірлігі пайда болған жағдайда. Есептеу нәтижелерін алу мүмкін болуы үшін АЛҚ-ны жасалған есептеу нәтижесіне тәуелді 1-ге орнатылатын немесе 0-ге түсірілетін арнайы триггерлер жиынтығымен қосады. Триггерлердің әрқайсы қандай да бір белгіні сақтайды. Бұл триггерлер бірігіп, төмендегі суретте келтірілген белгілер регистрін (жалаулар регистрін) құрайды.
S
Z
0
AC
0
P
1
CY
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
МП - нің белгілер регистрі
Сурет 4 - Белгілер регистрі.
S-таңбасының белгісі. Теріс сандар МП-да қосымша кодта келтіріледі. Демек, үлкен разряд санның таңбасын көрсетеді: 1- теріс сан үшін, 0- оң сан үшін. Сондықтан АЛҚ-дағы операцияны нәтижесінің үлкен разряды әрі қарай қолдану үшін таңба белгісі ретінде сақталады.
Z нөл белгісі. Нөл белгісі АЛҚ-да 0000 00002 нәтижесінің пайда болған жағдайын білдіреді. Нөл белгісі МП- жүйе қандай да бір оқиғаны күтіп тұратын циклдерді ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
CY тасымалдау белгісі. Ең маңызды белгілердің бірі болып табылады. Екі сегізразрядты сандарды қосқанда бұл белгі келесі байттың кіші разрядына бірлікті көшіру керек пе екендігін көрсетеді. Сонымен қатар ол екі сегізразрядты сандарды алғанда үлкен байттан бірлік алу керек пе екендігін көрсетеді.
АС көмекші тасымалдау белгісі. Көшіру белгісінің варианттарының бірі - егер байттың кіші тетраданан (тетрада - төрт разряд) үлкеніне разряд көшірілсе, бірлікке орнатылатын АС көмекші тасымалдау белгісі болып табылады. Екілік - ондық кодта жазылған сандарды қосқанда қолданылады.
Р паритет (жұптық) белгісі. Егер операция нәтижесінде бірліктердің жалпы саны жұп болса, белгі 1 - ге тең етіп орнатылады. Негізінде тарату кезіндегі берілгендердің жұптығын бақылауда қолданылады, себебі тарату кезіндегі мүмкін қателесулерді табуға мүмкіндік береді.
3. Pentium микропроцессорлардың құрылымы
5 суретте Pentium микропроцессордың блок-схемасы көрсетіліп түр [5].
Осы микропроцессордың архитектурасы суперскалярдық өңдеуге негізделеді. Негізгі командалар екі тәуелсіздік атқару құрылғылар (U конвейер және V конвейер) арқылы таратылады. Конвейер U кез келген командаларды орындайды (бүтiн санды командалар және көшпелі үтірі бар командалар). Конвейер V бүтiн санды командалар және көшпелі үтірі бар кейбiр командалардың бос тұруларын орындауға арналған. Командалар бұл құрылымдардың әрбiрiне бағыттала алады. Бүтін санды командалар орындауда күрделiрек команда U конвейерге түседi, кем күрделi - V конвейерге, ал көшпелі үтірі бар командалар бүтiн санды командалары мен бірге орындалуға мұмкін емес. Бір конвейерде команданың орындалуы тоқтап қалатын болса, екінші конвейердегі команда тоқтайтын болады.
Процессордың басқа құрылғылары конвейерлердің командалар және берілгендерімен жабдықтауына арналған. Pentium процессорда сыйымдылық 8 кбайт бойынша командалар және мәлiметтерiнiң бөлек кэш-жадын қолданылады. Бір такт бойынша әрі кэш-жадынан екі сөзді оқу мұмкін. Кэш-жадының жылдамдығын жоғарлату үшін 64 бит берілгендер сыртқы шинасы қолданылады.
Сурет 5 Pentium микропроцессорлардың құрылымы
Процессорда өткелдердiң бағыттың динамикалық болжамының әдісі ескерiлген. Осы мақсат бойынша кристаллда өткелдердiң мақсаттық адрестер буферы (ӨМА) деп аталған кэш-жад орналастырған, және командалардың алдын ала iрiктеуiнiң тәуелсiз екi жұп буфер (әрбiр конвейерге 32-бит буферлерiн екi-екiден). Өткелдердiң мақсаттық адрестер буфері алдын ала iрiктеу буферлерде болатын командалардың адрестерін сақтайды. Алдын ала iрiктеудiң буферлерiның жұмыс әрбiр уақытта тек қана буферлерiнiң біреуне командаларының iрiктеуi iске асырайды. Өту операциялары командалардың ағынында табылуда өткелдiң есептелген адресы ӨМА буфердегі сақталған адресымен теңеседi. Сәйкес келулер жағдайда өткелдi орындалатыны болжайды, және тиiстi конвейерге орындауға арналған команданы берген алдын ала iрiктеудi басқа буферге жұмыс рұқсат етiледi. Сәйкес келмеуде өткел орындалмайды және алдын ала iрiктеудi буфер ауыстырып қосатын болмайтында болып есептеледi, яғни командалардың беруiн әдеттегiдей жалғастырады. Бұл өткелдiң бағытының дұрыс болжамында конвейерлерге тоқтап қалудаң құтылуға мүмкiндiк бередi. Өткелдiң бағыты туралы ақырғы шешiм шарт кодының талдауын негiзінде қабылданады. Терiс iстеп шығылған болжамында конвейерлердiң ішiндегiсi жойылады және командалардың беруi қажеттi адрестен басталады. Терiс болжам 3-4 такттегi конвейерлердiң жұмысының тоқтатуына алып келедi. Pentiumнiң процессорының өскен өнiмдiлiгi оның негiзiнде жүйесiнің тиiстi ұйымдастыруды талап етеді. Intel компаниясы ол үшін қажетті микросхемаларды шығарып орналастырады. Алдымен динамикалық негiзгi жадыны жылдамдықпен келiстыру үшін екiншi деңгейдiң кэш-жады қажет. 82496 кэш-жады контроллеры және 82491 статикалық жадтың микросхемалары 256 кбайт көлеммен кэш-жадыны құрастыру және процессордың жұмысын күту такттерiсiз қамтамасыз етедi. Тиiмдi ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
МИНИСТРЛІГІ
М.ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
Автоматтандыру, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ және
БАСҚАРУ кафедрасы
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
пәні Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар
мамандығы: Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар
тақырыбы: Микропроцессорлардың құрылымы
Жұмыс ____________
Бағасы
Бағасына қорғалды
___ ___________ 2015_ж.
Комиссия
____________
қолы, аты - жөні
____________
қолы, аты - жөні
Норма бақылау:
______________________
қолы, аты - жөні
Орындаған
Студент ________________________
Тобы _______________-
_______________________
қолы, аты - жөні,
Жетекші _____________________
қолы, аты - жөні,
Шымкент 2015 ж.
Ф.7.05 - 04
М.О. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті
Автоматтандыру, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ және
БАСҚАРУ кафедрасы
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
Исмаилов С.Ө. т.ғ.к., доцент
___________ 2015ж.
Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар
пәні бойынша курстық жұмыс
ТАПСЫРМА № 10
Студент тобы
Жұмыс тақырыбы: Микропроцессорлардың құрылымы
Бастапқы мәліметтер жоқ
№
Курстық жұмыстың мазмұны
Орындау мерзімі
Салыстырмалы көлемі (парақ саны)
1
Кіріспе
2 апта
1-2
2
Микропроцессордың типтік құрылымы
5 апта
8-9
3
КР580ВМ80 МП-ың құрылымы
7 апта
2-3
4
Pentium микропроцессорлардың құрылымы
8 апта
1-2
5
Микропрограммамен басқарылатын микропроцессордың құрылымы
10 апта
4-5
6
Жадыны ұйымдастыру
14 апта
5-6
№
Графикалық бөлімнің мазмұны
Орындау мерзімі
Парақ саны
Формат
Әдебиет:
1. Б.С. Есмағамбетов. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар пәні бойынша әдістемелік нұсқау
2. Есмағамбетов Б.С. Цифрлық құрылғылары және микропроцессорлар. Оқу құралы. Шымкент: Нұрлы бейне баспасы, 2010, 184с
3.Есмағамбетов Б.С. Басқару жүйелердргі микропро-цессорлық кешендер. Оқу құралы. Шымкент: Әлем баспасы, 2013, 236с
Тапсырманың берілген күні _________, жұмысты қорғалған күні ______
Жұмыстың жетекшісі: _______________________
(аты - жөні, қолы)
Тапсырманы орындауға қабылдаған ____________________________
(күні, студенттің қолы)
Ф.7.04 - 06
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
М.О. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті
Ақпараттық технологиялар және энергетика жоғары мектебі
Автоматтандыру, телекоммуникация және басқару кафедрасы
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
Исмаилов С.Ө. т.ғ.к., доцент
_________________2015ж.
Курстық жұмыс қорғау
Хаттамасы № 10
пәні: Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар
студент ___________________ тобы _________________-
(аты - жөні)
Курстық жұмыс тақырыбы Микропроцессорлардың құрылымы
Қорғау кезінде келесі сұрақтарға жауап алынды:
1. ___________________________________ ____________________________
2. ___________________________________ ____________________________
3. ___________________________________ ____________________________
Курстық жұмысты орындау кезінде алынған балл (60 мүмкіндіктен) _______, қорғау бағаланды (40 мүмкіндіктен ) __________ балл.
Сомалық баллы ____________
Жұмыстың бағасы ____________
Курстық жұмыстың жетекшісі ___________________
Комиссия мүшелері _________________________
Комиссия мүшелері _____________________________
Қорғау күні ___________________________2015ж.
Аннотация
Соңғы кезде өндірістік технологиялық процестерінде қолданылатын машиналар мен жабдықтардың көбісінде басқару әрекеттері цифрлық аппаратурамен жүзеге асады. Басқаруды бір мақсатқа бағытталған ақпараттың өзгеруі деп қарастырғанда, мұндай аппаратура микропроцессордың ақпарат өңдейтін мүмкіндігін пайдаланады. Осы тұрғыдан қарағанда, курстық жұмысында қарастырылған мәселелер микропроцессорлардың құрылымымен танысуға жол ашады.
Курстық жұмысында микропроцессорлардың құрылымы, Pentium микропроцессорлардың құрылымы, микропрограммамен басқарылатын микропроцессорлардың құрылымы, жадыны ұйымдастыру, микропрцессорлық техникадағы интерфейс тұралы мәселелері қарастырылған.
Көлемі 29 бет, 19 сурет, 7 әдебиет қолданылған.
Мазмұны
Нормативтік сілтемелер 6
Пайданылатын қысқартулар мен белгілер 7
Кіріспе 8
1. Микропроцессордың типтік құрылымы 9
2. КР580ВМ80 микропроцессорының құрылымы 11
3. Pentium микропроцессорлардың құрылымы 14
4. Микропрограммамен басқарылатын микропроцессордың
құрылымы 16
5. Жадыны ұйымдастыру 18
6. Микропроцессорлық жүйедегі интерфейс 24
Пайдаланылған әдебиеттер і 29
Нормативті сілтемелер
Белгілер
Атауы
ВСН 205-84
Технологиялық процестерді автоматтындыру жүйесінің электр құрылғыларының жобалау бойынша нұсқаулық
ГОСТ 2.708-81
Сандық және есептік техниканың электр схемаларын орындау ережесі
ГОСТ 2.755-87
Сызбадағы шартты графикалық белгілер.коммутациялық және байланыс желілер.
ГОСТ 2.754-72
Шартты шрафикалық электр құрылғылары және жоспардағы сымдар.
ГОСТ 2.601-95
Эксплуатациялық құжаттар (ЕСКД)
ФС ОҚМУ 4.6-002-2004 СМК
Оқу құжаттарын рәсімдеу ережелері. Графикалық құдаттарға қойылатын жалпы талаптар.
СНиП 3.05.07-85
Автоматтандыру жүйесі.
ПТҚ
Тұтынушылардың электр құрылғыларын техникалық пайдалану ережесі.
ТҚЕ
Тұтынушылардың электр құрылғыларын пайдалану кезінде техникалық қауіпсіздік ережелері
ВСН-329-78
Бақылау аспаптарының және автоматтаедыру құралдарын монтаждау мен жөндеу кезінде техникалық қауіпсіздігі бойынша нұсқаулық
Қолданылған қысқартулар мен белгілер
МП - микропроцессор
ЭЕМ - электронды есептеу машина
АЛҚ - арифметикалық-логикалық кұрылғы
БҚ - басқару құрылғы
РА - адрес регистрі
БС - бұйрықтар санағышы
БР - бұйрықтар регистрі
СК - стек көрсеткіші
ЖМР - жалпы міндеттегі регистрлер (
МБТБ - микробұйрықтардың тізбектілігін бақылаушы
МБЖ - микробұйрықтар жадысы
МПБҚ - микропрограммалық басқару құрылғысы
ОҚ - операциялық құрылғы
КМБА- келесі микробұйрықтардың адрестері
АЦТ - аналогты - цифрлық түрлендіргіш
ӨМА - өткелдердiң мақсаттық адрестер
z - белгі регистрі
Кіріспе
Тақырыбының өзектілігі.
Курстық жұмыстың өзектілігі тақырыб бойынша қарастылылған мателиалдардың микропроцессорлық техникада пайдалуымен анықталады.
Курстық жұмыстың мақсаттары мен міндеттері микропроцессорлық техникадағы пайдаланатын құрылғыларды қолдану принциптеріне негізделеді.
Практикалық қажеттілігі.
Курстық жұмыстың практикалық қажеттілігі қарастырылған принциетері, құрылымдық схемалары, сипаттамалары әр-түрлі цифрлық техникада қолдану мұмкіндіктерімен анықталады.
Курстық жұмыстың мазмұны тапсырманың және әдістемелік нұсқаудың талаптарына сәйкеседі [1].
1.Микропроцессордың типтік құрылымы.
МП-ның архитектурасы деп оның структуралық сұлбасы мен бұйрық (командалар) жүйесін айтады [2].
Микропроцессордың типтік структурасы төмендегі суретте көрсетілген [2,3].
Сурет 1. - Микропроцессордың типтік құрылымдық сұлбасы
Микропроцессор негізгі үш блоктан: арифметикалық-логикалық кұрылғыдан (АЛҚ), басқару құрылғыдан (БҚ) және ішкі регистрлардың блогынан түрады [2,3]. Осы блоктардың өзара берілгендермен ауысуы ішкі берілгендер шинасы арқылы жүзеге асырылады.
Микропроцессордың бас функциясын - мәліметтерді өндеу орындаушысы болып арифметикалық-логикалық кұрылғы (АЛҚ) табылады. АЛҚ-да орындалатын операциялар, әртүрлі микропроцессорда әртүрлі болуы мүмкін. Барлық АЛҚ-ға негізгі операцияларды анықтауға болады. Бұл: қосылу, ЖӘНЕ (И), НЕМЕСЕ (ИЛИ), жоятын НЕМЕСЕ (ИЛИ), инверсия, солға жылжу, оңға жылжу.
Басқару құрылғысы барлық МП құрылғыларының керекті тізбекті функционерлеуін ұйымдастыру үшін арналған. Бұл үшін БҚ ішкі және сыртқы басқару сигналдарын, сонымен қатар микроЭЕМ-ның басқа құрылғыларына да түсетін сигналдарын талдап, іс- жүзіне асырады.
Микропроцессордың басқа бір негізгі бөлігі болып регистрлер табылады, олардың негізгі мақсаты- берілгендерді уақытша сақтау. Бір регистрлар арнаулы тағайындалуларға ие болса, басқасы көпмақсатылыққа ие. Соңғы жағдайда олар жалпы міндеттегі регистрлары деп аталады (ЖМР) және программистың өз қалауы бойынша пайдалынады. Микропроцессорда регистрдың саны мен тағайындалуы оның архитектурасына байланысты.
Барлық микропроцессорда кездесетін негізгі регистрлардың тағайындалуын қарастырайық.
Адрес регистрі (РА) микроЭЕМ жадысына әрбір сұраныс жіберген кезінде, микропроцессорда қолдануға арналған адрес аймағын көрсетіп, мәліметтер адресін сақтау үшін қызмет етеді [2,3]. Бұл регистрдің шығысы адрестік шина деп аталады және кіріс- шығыс портын немесе жады аймағын тандау үшін пайдалынады.
Аккумулятор (А)[2,3] - бұл микропроцессордың негізгі регистры. Микропроцессорде орындалатын барлық операциялар аккумулятор көмегімен жүзеге асырылады. Екі сөзбен кез- келген арифметикалық не логикалық операцияны орындағанда, олардың бірі аккумуляторда, басқасы жадыда немесе қандай да бір регистрде орналастырылады. АЛҚ- ның операцияны орындаған нәтижесі де әдетте аккумуляторға орналастырылады. Бұл кезде оның ішіндегі ақпарат жоғалады.
Берілгендер мен кейбір әрекеттер тікелей аккумуляторда орындалуы мүмкін. Мысалы, акумулятордағы ақпаратты солға немесе оңға жылжытуға болады; аккумуляторды оның барлық разрядтарына екілік нөлдерді жазу арқылы нөлдік қалыпқа немесе барлық разрядтарға екілік бірлерді жазу арқылы бірлік қақалыпқа қоюға болады; оның инверттелген мәнін алуға және басқа да операцияларды орындауға болады.
Аккумулятор разрядының саны микропроцессордың сөзінің ұзындығына сәйкес келеді, берілгендер микропроцессордың ішкі берілгендер шинасынан келіп түседі. Өз кезегінде, аккумулятор осы шинаға берілгендерді жібере алады.
Бұйрықтар (командалар) санағышы (БС) [2,3] орындалатын бұйрықтың (команданың) адресін сақтауға арналған. Программа- микро ЭЕМ жадында сақталған және орындалуға арналған бұйрықтар тізбегі екені белгілі. Нақты тапсырманың дұрыс шешілуі мақсатында бұйрықтар белгілі бір қатаң тәртіппен орындалуы керек. Бұл тәртіп санағышымен қамтамасыз етіледі. Программа орындалар алдында санағышқа программаның бірінші бұйрығын көрсететін адрес жүктеледі. Программаның бірінші бұйрығының адресі адрестік шинамен жадының басқару сұлбаларына жіберіледі. Нәтижесінде көрсетілген адрес бойынша ондағы ақпарат оқылады. Жадыдан бұйрықты оқығаннан кейін БС-ның қүрамы автоматты түрде 1-ге ұлғайып, келесі орындалатын бұйрық адресі қалыптасады. Жадыдан алынған бұйрықтар орындалу үшін бұйрықтар регистрі деп аталатын микропроцессордың арнайы регистріне жіберіледі.
Бұйрықтар регистрі (БР) дешифрлеу мен орындау процессінде бұйрықтың кодын сақтайды.
Белгі регистрі (z) - АЛҚ-дағы бұйрықты аяқтау нәтижесінің белгісі. Мысалы, егер нәтиже 0-ге тең болса, z =1, ал егер нәтиже 0-ге тең болмаса, z=0.
Стек көрсеткіші (СК). Стек- бұл микропроцессор регистрлерінің немесе оперативті жады ұяшықтарының жиынтығы. Бұл жерден берілгендер не адрестер жоғарыдан келесі принцип бойынша тыңдалады: бірінші жазыллған - соңғы оқылған. Стекке келесі сөзді жазғанда, алдында жазылған барлық сөздер бір регистрге төқмен түседі. Стектен бір сөзді алып тастағанда, қалған сөздер бір регистрге жоғары көтеріледі.
Жалпы міндеттегі регистрлер (ЖМР) операндарды уақытша сақтауға қызмет етеді. ЖМР- лері бар орындалатын операциялар сыртқы берілгендер шинасы мен адрес шинасына шығусыз орындалады. Сондықтан, олар жады ақпараты бар операцияларға қарағанда, едәуір жылдам жұмыс істейді. Осыған байланысты ЖМР- ді өте жоғары оперативті жады деп атайды. ЖМР саны әртүрлі МП үшін әртүрлі.
2. КР580ВМ80 микропроцессорының құрылымы.
КР580ВМ80 (І8080) МП-ның құрылымдық сұлбасы келесі суретте келтірілген [3,4].
Сурет 2 - КР580 МП-ның құрылымы.
Шартты белгілер:
БС-бұйрықтар (командалар) санағышы;
А-аккумулятор;
БР-белгілер регистрі;
АЛҚ-арифметика- логикалық құрылғы;
БҚ- басқару құрылғысы.
КР580МП құрылғыларының функционалдық мақсаттары алдыңғы бөлімде қарастырылғанға ұқсас.
Қарастырылып жатқан МП-ның арифметика- логикалық құрылғысы арифметикалық қосу мен алу операцияларын, логикалық ЖӘНЕ (И), НЕМЕСЕ (ИЛИ), жоятын НЕМЕСЕ (ИЛИ) және қозғалту операцияларын орындайды [2,3].
Жалпы міндеттегі регистрлерге алты программалық қол жеткізуге болатын регистрлер кіреді. Оларды 16- разрядты регистрлерді қалыптастыру үшін жұптарға біріктіруге болады:
(В, С)- В-жұбы;
(Д, Е)- Д-жұбы;
(H, L)- Н-жұбы.
Сөйте тұра, олардың әрқайсысының белгілі бір специялизациясы бар. Мысалы, Н-жұбы көбіне жадыға адрестеуге қолданылады (оған ұяшық адресі енгізіліп, жанама регистрлік адрестеу жүргізіледі).
W және Z регистрлері программалық қол жеткізуге болмайтын регистрлер және МП ішіндегі бұйрықтарды орындауға қолданылады.
Басқару құрылғысы құрастырылатын басқарушы сигналдар төмендегі суретте келтірілген
Айырбастың бағыты
...
Сұлба іші
БҚ
Ұстауды бекіту (ҰБ)
Ұстауға сұраныс (ҰС)
Үзуге сұраныс (ҮС)
Үзуге рұқсат (ҮР)
ТИГ (τ1, τ2) қарама-қарсы фазалы такттік импульстары
Синхро сигнал (Синхр)
Қабылдау Беру (ҚБ) (#БР)
Күту (Кт)
Дайындық (Дай)
Түсіру
Айырбастың бағыты
...
Сұлба іші
БҚ
Ұстауды бекіту (ҰБ)
Ұстауға сұраныс (ҰС)
Үзуге сұраныс (ҮС)
Үзуге рұқсат (ҮР)
ТИГ (τ1, τ2) қарама-қарсы фазалы такттік импульстары
Синхро сигнал (Синхр)
Қабылдау Беру (ҚБ) (#БР)
Күту (Кт)
Дайындық (Дай)
Түсіру
Сурет 3. - Басқару құрылғысының басқарушы сигналдары.
Басқарушы сигналдардың жұмыс істеу мақсатын қарастырайық [3,4].
Синхросигнал (Синхр) - әрбір машиналық цикл басында қалыптасатын синхрондау сигналы. МП-ның барлық құрылғыларының жұмысын синхрондау үшін қызмет етеді.
Синхр синхросигналмен регистрге басқарушы сөзді (БасС) жазуға болады.
Түсіру- бастапқы орнықтыру сигналы; бұл сигнал бойынша бұйрықтар санағышы БС нөлдік қалыпқа түседі.
Қабылдау (Қб) - МП-ң берілгендерді БШ-нан қабылдау сигналы;
Беру (Бр) - МП-ң берілгендерді БШ-на жіберу сигналы;
Дд- дайындық сигналы: сыртқы құрылғының алмасуға дайындығынан хабар береді;
Кт- күту сигналы; МП-ң күту режимінде екенін көрсетеді;
ҮС- үзуге сұраныс сигналы; Сыртқы құрылғыдан келіп тұседі;
ҮС сигналын алысымен МП жүріп жатқан программаны орындауды тоқтатып, сұраныс жіберілген құрылғыға қызмет көрсетуші қосымша программасына көшеді. Бұл сигнал әрбір бұйрықтың машиналық циклінің соңғы тактінде тексеріледі.
ҮР- үзуге рұқсат сигналы; ҮС сигналына жауап ретінде жіберіледі.
ҰС және ҰБ- ұстауға сұраныс және бекіту сигналдары; Жадынан ҰС сигналды алысымен МП магистральдан ажыратылып, магистральды басқаруды жадыға тікелей ену контроллеріне береді.
Басқарушы сөз (БС)
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Д7- Оқ (оқу)- егер берілген машиналық циклде жадыдан берілгендер оқылады деп болжанса, 1 шығарылады.
Д6- ЕНГ (енгізу)- егер берілген машиналық циклде берілгендер енгізіледі деп болжанса, яғни адрестік шинада енгізу құрылғысының адресі, ал берілгендер шинасында- енгізілетін ақпарат болса, 1 шығарылады.
Д5-Ц1 (М1) (бұйрықтың бірінші циклі). Бұйрықтың бірінші байтын таңдау машиналық циклінің белгісі.
Д4- Шығ (шығару). Егер бірінші машиналық циклде берілгендер шығарылады деп болжанса, 1 шығарылады.
Д3- ТР (тоқтатуды растау). HALT бұйрығы бойынша тоқтату белгісі.
Д2- СОп (стекпен операциялар). Стекпен хабарласу болжанса 1 шығарылады (әдетте пайдаланбайды).
Д1- Жз Шығ (жазу немесе шығару). Шығару бұйрығымен бірігеді, демек, Д4 разрядын ескеру керек.
Д0- ҮР (үзуді растау).
Белгі регистрі.
Қандай да бір операцияны орындау алдыңғы операцияны орындау кездегі нәтиже мәніне тәуелді болып қойылуы мүмкін, мысалы, қосу кезінде тасымалдау бірлігі пайда болған жағдайда. Есептеу нәтижелерін алу мүмкін болуы үшін АЛҚ-ны жасалған есептеу нәтижесіне тәуелді 1-ге орнатылатын немесе 0-ге түсірілетін арнайы триггерлер жиынтығымен қосады. Триггерлердің әрқайсы қандай да бір белгіні сақтайды. Бұл триггерлер бірігіп, төмендегі суретте келтірілген белгілер регистрін (жалаулар регистрін) құрайды.
S
Z
0
AC
0
P
1
CY
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
МП - нің белгілер регистрі
Сурет 4 - Белгілер регистрі.
S-таңбасының белгісі. Теріс сандар МП-да қосымша кодта келтіріледі. Демек, үлкен разряд санның таңбасын көрсетеді: 1- теріс сан үшін, 0- оң сан үшін. Сондықтан АЛҚ-дағы операцияны нәтижесінің үлкен разряды әрі қарай қолдану үшін таңба белгісі ретінде сақталады.
Z нөл белгісі. Нөл белгісі АЛҚ-да 0000 00002 нәтижесінің пайда болған жағдайын білдіреді. Нөл белгісі МП- жүйе қандай да бір оқиғаны күтіп тұратын циклдерді ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
CY тасымалдау белгісі. Ең маңызды белгілердің бірі болып табылады. Екі сегізразрядты сандарды қосқанда бұл белгі келесі байттың кіші разрядына бірлікті көшіру керек пе екендігін көрсетеді. Сонымен қатар ол екі сегізразрядты сандарды алғанда үлкен байттан бірлік алу керек пе екендігін көрсетеді.
АС көмекші тасымалдау белгісі. Көшіру белгісінің варианттарының бірі - егер байттың кіші тетраданан (тетрада - төрт разряд) үлкеніне разряд көшірілсе, бірлікке орнатылатын АС көмекші тасымалдау белгісі болып табылады. Екілік - ондық кодта жазылған сандарды қосқанда қолданылады.
Р паритет (жұптық) белгісі. Егер операция нәтижесінде бірліктердің жалпы саны жұп болса, белгі 1 - ге тең етіп орнатылады. Негізінде тарату кезіндегі берілгендердің жұптығын бақылауда қолданылады, себебі тарату кезіндегі мүмкін қателесулерді табуға мүмкіндік береді.
3. Pentium микропроцессорлардың құрылымы
5 суретте Pentium микропроцессордың блок-схемасы көрсетіліп түр [5].
Осы микропроцессордың архитектурасы суперскалярдық өңдеуге негізделеді. Негізгі командалар екі тәуелсіздік атқару құрылғылар (U конвейер және V конвейер) арқылы таратылады. Конвейер U кез келген командаларды орындайды (бүтiн санды командалар және көшпелі үтірі бар командалар). Конвейер V бүтiн санды командалар және көшпелі үтірі бар кейбiр командалардың бос тұруларын орындауға арналған. Командалар бұл құрылымдардың әрбiрiне бағыттала алады. Бүтін санды командалар орындауда күрделiрек команда U конвейерге түседi, кем күрделi - V конвейерге, ал көшпелі үтірі бар командалар бүтiн санды командалары мен бірге орындалуға мұмкін емес. Бір конвейерде команданың орындалуы тоқтап қалатын болса, екінші конвейердегі команда тоқтайтын болады.
Процессордың басқа құрылғылары конвейерлердің командалар және берілгендерімен жабдықтауына арналған. Pentium процессорда сыйымдылық 8 кбайт бойынша командалар және мәлiметтерiнiң бөлек кэш-жадын қолданылады. Бір такт бойынша әрі кэш-жадынан екі сөзді оқу мұмкін. Кэш-жадының жылдамдығын жоғарлату үшін 64 бит берілгендер сыртқы шинасы қолданылады.
Сурет 5 Pentium микропроцессорлардың құрылымы
Процессорда өткелдердiң бағыттың динамикалық болжамының әдісі ескерiлген. Осы мақсат бойынша кристаллда өткелдердiң мақсаттық адрестер буферы (ӨМА) деп аталған кэш-жад орналастырған, және командалардың алдын ала iрiктеуiнiң тәуелсiз екi жұп буфер (әрбiр конвейерге 32-бит буферлерiн екi-екiден). Өткелдердiң мақсаттық адрестер буфері алдын ала iрiктеу буферлерде болатын командалардың адрестерін сақтайды. Алдын ала iрiктеудiң буферлерiның жұмыс әрбiр уақытта тек қана буферлерiнiң біреуне командаларының iрiктеуi iске асырайды. Өту операциялары командалардың ағынында табылуда өткелдiң есептелген адресы ӨМА буфердегі сақталған адресымен теңеседi. Сәйкес келулер жағдайда өткелдi орындалатыны болжайды, және тиiстi конвейерге орындауға арналған команданы берген алдын ала iрiктеудi басқа буферге жұмыс рұқсат етiледi. Сәйкес келмеуде өткел орындалмайды және алдын ала iрiктеудi буфер ауыстырып қосатын болмайтында болып есептеледi, яғни командалардың беруiн әдеттегiдей жалғастырады. Бұл өткелдiң бағытының дұрыс болжамында конвейерлерге тоқтап қалудаң құтылуға мүмкiндiк бередi. Өткелдiң бағыты туралы ақырғы шешiм шарт кодының талдауын негiзінде қабылданады. Терiс iстеп шығылған болжамында конвейерлердiң ішiндегiсi жойылады және командалардың беруi қажеттi адрестен басталады. Терiс болжам 3-4 такттегi конвейерлердiң жұмысының тоқтатуына алып келедi. Pentiumнiң процессорының өскен өнiмдiлiгi оның негiзiнде жүйесiнің тиiстi ұйымдастыруды талап етеді. Intel компаниясы ол үшін қажетті микросхемаларды шығарып орналастырады. Алдымен динамикалық негiзгi жадыны жылдамдықпен келiстыру үшін екiншi деңгейдiң кэш-жады қажет. 82496 кэш-жады контроллеры және 82491 статикалық жадтың микросхемалары 256 кбайт көлеммен кэш-жадыны құрастыру және процессордың жұмысын күту такттерiсiз қамтамасыз етедi. Тиiмдi ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz