Микропроцессор туралы жалпы сипаттама

I КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
II Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1 МИКРОПРОЦЕССОР ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА ... ... ... ... ... ...5
1.1 Микропроцессорлық жүйенің құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
1.2 Микропроцессорлық жүйенің түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
1.3 Микропроцессорлық жүйелердегі ақпараттардың алмасуы ... ... ... ... .10
2 МИКРОПРОЦЕССОР КОМАНДАЛАРЫНЫҢ ЖҮЙЕСІН ЗЕРТТЕУ..13
2.1 Микропроцессордың командалық циклі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
2.2 Микропроцессордың жұмыс алгоритмі және режимдері ... ... ... ... ... ..16
III ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..22
IV ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23

Дербес ЭЕМ-нің (ДЭЕМ) элементтік базасы болатын электрондық компоненттері ақпарат өңдеудің белгілі бір функциясын немесе оны есте сақтау ісін атқарады. Мұндай компоненттер интегралдық схемалар деп аталады. Интегралдық схема металдан не пластмассадан жасалған қорапқа салынған жартылай өткізгішті кристалдан тұрады. Жіңішке жіп секілді арнайы сымдар осы кристалды қораптың шеткі тұяқшаларымен жалғастырылады.
Жартылай өткізгішті кристалл көбінесе өте таза кремнийден жасалады, оны жасауда вакуумдық бүрку, тырналау, қоспаларды иондық түрде енгізу, дәлме-дәл фотолитография және де басқа жоғары сапалы технологиялар қолданылады. Осындай күрделі технология нәтижесінде кристалда электр схемасына біріктірілген “электрондық молекулалар” жасалады. Олар бір кристалл көлемінде (5*5мм) жүз мыңнан аса бір-бірімен байланысқан “электрондық молекулаларды” құрастырып, өте күрделі ақпарат түрлендіру жұмыстарын орындай алады.
Интегралдық схемаларды жасау, тексеру, олардың сапаларын бақылау - барлығы да автоматтандырылған, оның үстіне оларды сериялық түрде шығару да меңгерілген. Интегралдық схемаларды шығаруды баспаханалардағы кітапты көбейтіп шығарумен салыстыруға болады. Олар өздерінің атқаратын функцияларына қарай ЭЕМ-нің әртүрлі тетіктерінің-шифраторлардың, сумматорлардың, күшейткіштер-дің түрлеріне байланысты бөлек-бөлек топтарға жіктеліп, сериаларға бөлініп шығарылады.
Бұл схемалардың интегралдық (біріктірілген) деп аталу себебі-олардың бір кристалы күрделі логикалық функциялардың белгілі біреуін орындай алады, содан соң олардан транзисторлар мен диодтардан құрастырылатын сияқты машина қондырғылары оңай жасалады.
ДЭЕМ біріңғай ақпараттық жүйеге біріктірілген техникалық электрондық құрылғылар жиынынан тұрады. ДЭЕМ құрамына кіретін құрылғыларды олардың функционалдық қызметіне қарай екіге бөлу қалыптасқан, олар: жүйелік блок және перифериялық, яғни шеткері құрылғылар.

1. В. Симонович «Информатикадан базалық курс» 11-18 беттер.
2. Угрюмов Е.П, «Цифровая схемотехника» 249-296 беттер.
3. Б. Клаус «Цифровая электроника» 431-455 беттер.
4. Е. А. Москатов «Электронная техника» 205-215 беттер.
5. http:wikipedia.com
6. Зельдин Е.А. цифровые ИМ в информационно-измерительной аппаратуре. – Л.: Энергоатомиздат, 1986ж.
7. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. Справочник. – М.: Радио и связь, 1990ж.
8. Уильямс Г.Б. Отладка микропроцессорных систем. – М.: Энергоатомиздат,1988ж.
9. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Анықтама. – М.: Радио и связь, 1988ж.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

I КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
II Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1 МИКРОПРОЦЕССОР ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА ... ... ... ... ... ...5
1.1 Микропроцессорлық жүйенің құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.2 Микропроцессорлық жүйенің түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
1.3 Микропроцессорлық жүйелердегі ақпараттардың алмасуы ... ... ... ... .10
2 МИКРОПРОЦЕССОР КОМАНДАЛАРЫНЫҢ ЖҮЙЕСІН ЗЕРТТЕУ..13
2.1 Микропроцессордың командалық циклі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ..13
2.2 Микропроцессордың жұмыс алгоритмі және режимдері ... ... ... ... ... ..16
III ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..22
IV ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...23

КІРІСПЕ

Дербес ЭЕМ-нің (ДЭЕМ) элементтік базасы болатын электрондық компоненттері ақпарат өңдеудің белгілі бір функциясын немесе оны есте сақтау ісін атқарады. Мұндай компоненттер интегралдық схемалар деп аталады. Интегралдық схема металдан не пластмассадан жасалған қорапқа салынған жартылай өткізгішті кристалдан тұрады. Жіңішке жіп секілді арнайы сымдар осы кристалды қораптың шеткі тұяқшаларымен жалғастырылады.
Жартылай өткізгішті кристалл көбінесе өте таза кремнийден жасалады, оны жасауда вакуумдық бүрку, тырналау, қоспаларды иондық түрде енгізу, дәлме-дәл фотолитография және де басқа жоғары сапалы технологиялар қолданылады. Осындай күрделі технология нәтижесінде кристалда электр схемасына біріктірілген "электрондық молекулалар" жасалады. Олар бір кристалл көлемінде (5*5мм) жүз мыңнан аса бір-бірімен байланысқан "электрондық молекулаларды" құрастырып, өте күрделі ақпарат түрлендіру жұмыстарын орындай алады.
Интегралдық схемаларды жасау, тексеру, олардың сапаларын бақылау - барлығы да автоматтандырылған, оның үстіне оларды сериялық түрде шығару да меңгерілген. Интегралдық схемаларды шығаруды баспаханалардағы кітапты көбейтіп шығарумен салыстыруға болады. Олар өздерінің атқаратын функцияларына қарай ЭЕМ-нің әртүрлі тетіктерінің-шифраторлардың, сумматорлардың, күшейткіштер-дің түрлеріне байланысты бөлек-бөлек топтарға жіктеліп, сериаларға бөлініп шығарылады.
Бұл схемалардың интегралдық (біріктірілген) деп аталу себебі-олардың бір кристалы күрделі логикалық функциялардың белгілі біреуін орындай алады, содан соң олардан транзисторлар мен диодтардан құрастырылатын сияқты машина қондырғылары оңай жасалады.
ДЭЕМ біріңғай ақпараттық жүйеге біріктірілген техникалық электрондық құрылғылар жиынынан тұрады. ДЭЕМ құрамына кіретін құрылғыларды олардың функционалдық қызметіне қарай екіге бөлу қалыптасқан, олар: жүйелік блок және перифериялық, яғни шеткері құрылғылар.
Жүйелік блок мыналардан тұрады:
- микропроцессор;
- оперативті (жедел) есте сақтау құрылғысы;
- тұрақты есте сақтау құрылғысы;
- қоректену блогы мен мәлімет енгізу-шығару порттары;
Ал шеткері құрылғылар құрамына:
- мәлімет енгізу құрылғылары;
- мәлімет шығару құрылғылары;
- мәлімет жинақтауыштар;
ДЭЕМ-нің мүмкін болатын ең минималды құрамына жүйелік блок, бір-бірден енгізу, шығару құрылғылары және ақпарат жинақтауыш құрылғы кіреді. ДЭЕМ-дегі шығарылатын есептер түрлеріне қарай оның минималды конфигурациясын қосымша шеткері құрылғыларды қосу арқылы кеңейтуге болады.
Осы курстық жұмыста біз микроэлектроника және есептеушi техниканың ең iрi табыстарының бiрi жүйелік блоктың құрамындағы микропроцессорды, соның ішінде оның командаларының жүйесін зерттеп сипаттаймыз.
1 МИКРОПРОЦЕССОР ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА
1.1 Микропроцессорлық жүйенің құрылымы

Микропроцессор (МП) - бұл ақпаратты беруді және өңдеуді, алуды іске асыратын құрылғы. МП құрылымы бір немесе бірнеше интегралды схемадан тұрады және жадысында жазылған белгілі бір бағдарламамен әрекет етеді.
Микропроцессор (МП) - кез-келген микропроцессорлық жүйелердің орталық бөлігі болып табылады, яғни оның құрамында АЛҚ (арифметикалық логикалық құрылғы) және командалық циклді тарататын басқару қондырғысы болады. Микропроцессор тек микропроцессорлық жүйенің (МПЖ) құрамымен қызмет атқара алады. МПЖ құрамына келесілер кіреді: жады, енгізу-шығару құрылғылары, қосымша сұлбалар (тактілі генератор, үзу контроллері және жадыға тікелей кіру (ЖТК), шиналық құрылымдар, регисторлар-ысырмалар және т.б.).
Микропроцессорлық жүйе (МПЖ) - бұл ақпаратты өңдейтін негізгі құрылғысы МП болып табылатын, бақылап-өлшегіш, есептегіш немесе басқарушы жүйе. Микропроцессорлық жүйе микропроцессорлық үлкен интегральдық сұлбалар (ҮИС) жиынтығынан құрылады.
МПЖ келесі негізгі есептерді міндеттерді шешеді: ақпаратты жинақтау, өңдеу, өлшеу нәтижелерін көрсету (қажет болған жағдайда) және осы мәліметтерді байланыс каналы бойынша беру. Ақпараттарды жинақтауға жататындар: түрлендіргіш құрылғыға (аналог-код) импульстік-аналогты сигналдарды коммутация жолымен жасайтын датчиктерді сұрастыру, аналогты сигналдарды сандыққа түрлендіру, датчик сигналдарының түрлендіргіштің кіріс тізбегіндегі сигналдармен сәйкестігі, берілген деңгейден ауытқыған сигналдарды жою және анықтау, мәліметтерді тіркеу және оларды индикациалық қондырғыда кескіндеу. Ақпаратты өңдеу: сызықтандыру (сызықты функциональды тәуелділікті есептеу), масштабтау және түзетулерді енгізу, фильтрлеу, экстраполяциялау, шектік жіберілумен мәліметтерді салыстыру.
Өлшеу немесе басқару нәтижелерін көрсету: жіберуге ыңғайлы болу үшін мәліметтерді түрлендіру, байланыс каналдары бойынша мәліметтерді беру кезіндегі байланыс хаттамаларымен келісімі, ақпаратты беру және қабылдау жылдамдығының және аралық таралуының сәйкестігі.
Микропроцессорлық жүйе өзімен бірге аппараттық (Hard Ware) және бағдарламалық құралдар (Soft Ware) жиынтығын көрсетеді. Яғни, аппараттық
құралдар жоғарғы тезәрекеттілік пен өнімділігін қамтамасыз етеді, ал бағдарламалық құралдар - МПЖ шешетін міндеттерінің ауқымын кеңейтеді. МПЖ көпфункциялы және арнайы тағайындалған модулдердің арасындағы байланыс негізінен екі жолмен ұйымдастырылады: біріншісі әркім әркіммен деген принципті тарататын еркін байланыс көмегімен, және де екіншісі ретке келтірілген байланыс тораб (магистраль) көмегімен. Барлық процессормен орындалатын командалар, процессордық командалық жүйесін құрайды. Процессордың командалық жүйесінің құрылымы мен көлемі оның тезәрекеттілігін, икемділігін және қолдануға ыңғайлылығын анықтайды. Процессордағы барлық командалардың саны бірнеше оннан, бірнеше жүзге дейін болуы мүмкін. Команда жүйесі шешетін мәселе көлемінің аздығына байланысты (арнайы процессорлар) немесе шешілетін мәселелердің максимальды болуына байланысты (универсальды процессорлар) болып есептеліп жасалуы мүмкін. Командалар кодында разрядттар саны әр түрлі болуы мүмкін (1 ден бірнеше байтқа дейін). Әрбір команданың өзінің орындалу уақыты бар, сондықтан да барлық бағдарламаның орындалу уақыты, бағдарламадағы тек командалар санына байланысты емес, сондай-ақ нақты қандай команданың орындалатынына тығыз байланысты болады. Командаларды орындау үшін процессордың құрылымына ішкі регистор, арифметикалық-логикалық құрылғы (АЛҚ, ALU -- Arithmetic Logic Unit), мультиплексорлар, буферлар, регисторлар және де басқада түйіндер кіреді. Барлық түйіндердің жұмысы процессордың жалпы сыртқы тактілік сигналымен үйлестіріледі. Яғни процессор өзімен бірге күрделі сандық құрылғыны көрсетеді (1.1-сурет).

1-сурет. Қарапайым процессордың құрылымы
Біз осыған дейін микропроцессорлық жүйенің тек бір құрылымын, яғни командалар мен мәліметтер (біршиналы немесе принстонды, фон-нейманды құрылым) үшін біріккен шиналы жалпы құрылымды ғана қарастырып келдік.
Бұл құрылымның құрамында командалар мен мәліметтерге арналған бір ортақ жалпы жады болады (10-сурет).

2 - сурет. МПЖ Фон-неймандық құрылымы

Сондай ақ командалар мен мәліметтерге (екішиналы немесе гарвардтық құрылым) арналған жеке шиналы құрылымда болады. Бұл құрылымда жүйедегі командаға жеке жады және мәліметтерге жеке жады берілген (1.11-сурет).
Әрбір жеке жадының процессормен алмасуы, өздеріне тиісті шиналары арқылы іске асады.

3 - сурет. МПЖ Гарвардтық құрылымы

Жалпы ортақ шиналы құрылым өте кең тараған. Олар мысалы, персональды компьютерлерде және күрделі микрокомпьютерлерде қолданылады. Ал жеке шиналы құрылым негізінде біркристальды микроконтроллерде қолданылады.
Жалпы ортақ шиналы (принстонды, фон-нейманды) құрылым қарапайым болып келеді. Өйткені, ол процессордан бір уақытта екі шинаға бірдей қызмет көрсетуін талап етпейді. Командалар мен мәліметтерге бір ортақ жадының болуы, командалар мен мәліметтер арасындағы кодттардың көлемін тез икемді түрде таратуға мүмкіндік береді. Жадыны қайта тарату ешқандай мәселелерді тудырмайды, ең бастысы - бағдарлама мен мәліметтер бірге жады жүйесіне сыйса болды. Ережеге сәйкес мұндай құрылымды жүйелерде жады неғұрлым үлкен көлемді (оннан жүзге дейінгі мегабайт) болады.
Командалар мен мәліметтерге арналған жеке шиналы құрылым күрделірек болады. Өйткені ол процессорды біруақытта екі шина бойынша алмастыруды және екі бірдей кодттар ағынымен жұмыс істеуді мәжбүрлейді. Бағдарлама тек команда жадына орналасады, ал мәліметтер- тек мәліметтер жадына орналасады.
Мұндай жағдайлар жүйемен шешілетін міндеттердің көлемін шектей, өйткені жадының икемді түрде қайта таратылуына мүмкіндік бермейді. Бұл жағдайда команда жасысы мен деректер жадысының көлемі өте үлкен болмайды, сондықтан бұл құрылымды пайдалану кезінде өте күрделі емес міндеттерді шешумен шектеледі. Гарвардтық құрылымның артықшылығы (екі шиналы) оның тезәрекеттілігінде болып саналады.Өйткені, команда мен деректерге ортақ бір шина болса, онда процессор осы бір шина арқылы деректерді қабылдап (енгізу-шығару құрылғысынан немесе жадыдан) және жіберуге сондай ақ жадыдан командаларды оқуға тура келеді. Яғни, магистраль бойынша бір уақытта кодттарды алмастыру жүруі мүмкін емес, олар кезекпе-кезек орындалып отыруы қажет. Қазіргі процессорлар команданың уақытша орындалуы мен жүйелік шина бойынша циклдарды алмастыра алады.
Конвейерлік технологияны және жылдам жады-кэшын қолдану өзара әрекеттесу роцессін жылдамдатады. Тактілік жиілікті жоғарлату және процессордың құрылымын жаңарту команданы орындау уақытын қысқартуға мүмкіндік береді. Бірақта жүйенің тезәрекет етуін жоғарлату, команданы оқу мен мәліметтерді қайта беру бірге жүргізілгенде болуы мүмкін. Яғни екі шиналы құрылымға өткен кезде ғана болады. Екішиналы құрылым кезінде екі шина арқылы ақпараттың алмасуы бір-біріне уақыт бойынша параллель, тәуелді болмауы мүмкін. Осыған сәйкес шина құрылымы (мәліметтер коды мен адрес кодының разрядттар санына, ақпаратты алмастыру жылдамдығы мен тәртіптері т.б.) өзінің орындайтын міндеттерін тиімді түрде таңдалуы керек. Сондықтан екішиналы құрылымға өту аппаратқа қосымша шығындарды талапетсе де МПЖ жұмыстарын жылдамдатуға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда мәліметтер жадысы өзінің адрестерін, ал команда жадысы өзінікін таратады. Қысқаша айтқанда, екішиналы құрылымның артықшылығы оның бір микросхема ішінде орналасуында. Сондықтан оның негізгі қолданылуы - өте күрделі міндеттерді шешуді талап етпейтін микроконтроллерде қолданылады.

1.2 Микропроцессорлық жүйенің (МПЖ) түрлері

Қазіргі кезде микропроцессорлық техниканы қолдану диапазоны өте кең және де микропроцессорлық жүйелерге қойылатын талаптар әр түрлі болып келеді. Сондықтан МПЖ қуатына, универсальдылығына, тезәрекеттілігіне және құрылымының айырмашылығына байланысты бірнеше түрлерге бөлінеді.
Негізгі түрлері:
- микроконтроллерлар - МПЖ біршама қарапайымдыланған түрі, яғни, жүйенің барлық немесе көп бөлігі бір микросхема түрінде орындалған;
- контроллерлар - жеке модуль түрінде орындалған МПЖ басқарады;
- микрокомпьютерлар - сыртқы құрылғылармен біріктірілген құрал-жабдықтары бар қуатты МПЖ;
- компьютерлар (оның ішінде персональды) - ең қуатты және біршама универсальды МПЖ.
Микроконтроллерлар деп- тәжірбие жүзінде үнемі өзі ғана емес сонымен қатар құрамында өте күрделі құрылғылары (оның ішінде контроллерлар) болатын универсальды құрылғы болып табылады. Микроконтроллердың жүйелік шинасы қолданушыға көрінбейтін микросхеманың ішінде орналасқан. Микроконтроллерға сыртқы құрылғыларды қосу мүмкіндігі шектеулі болады.
Микроконтроллердағы құрылғылар әдетте бір ғана міндетті шешуге арналған.Ереже бойынша, контроллерлар жеке бір міндеттерді немесе бір-біріне ұқсас міндеттер тобын шешу үшін жасалады. Әдетте олар қосымша түйіндерді немесе құрылғыларды, мысалы үлкен жадыны, енгізу-шығару құрылғыларын қосуға мүмкіндіктері жоқ. Олардың жүйелік шиналары көбнесе қолданушыға қолжетімді бола бермейді. Контроллердің құрылымы қарапайым және максимальды тезәрекеттілікпен қамтылған. Көп жағдайларда орындалатын программалар тұрақты жадыда сақталады және өзгермейді. Микрокомпьютерлардың контроллерлардан айырмашылығы, олар біршама ашық құрылымды болып келеді. Олар жүйелік шинаға бірнеше
қосымша құрылғыларды қосуға мүмкіндік береді. Микрокомпьютерлар қолданушыға ыңғайлы каркаста, жүйелік магистарль разьемдары бар корпуста жасалынып шығады. Микрокомпьютерлар магнитті тасмалдаушыларда (мысалы, магнитті дисклар) және қолданушымен тікелей байланыстырғыш құралдарда (видеомонитор, клавиатура) ақпаратты сақтауы мүмкін.
Микрокомпьютерлар көп міндеттерді шешуге арналған, бірақ олардың контроллерлардан айырмашылығы әрбір жаңа міндеттерді шешу кезінде оны
қайтадан орнатуды қажет етеді. Персональды компьютерлар - бұл микропроцессорлық жүйелердің ішіндегі ең универсальдысы болып саналады. Олар міндетті түрде заманға қарай жаңаланып отырады, сонымен қатар, жаңа құрылғыларды қосуға үлкен мүмкіндіктері бар. Олардың жүйелік шинасы әрине қолданушыға қолжетімді болады. Сондай-ақ сыртқы құрылғылары компьютерге бірнеше байланыс порттары (кей кездері байланыс порттарының саны 10 жетеді) арқылы қосылуы мүмкін.
Қазіргі кездері жаңа МПЖ жасау кезінде микроконтроллерларды пайдалану (80% пайызға жуық) жолын таңдайды. Осыған байланысты микроконтроллерлар минимальды қосымша аппараттармен өздігінен немесе
құрамында енгізу-шығару құрылғылары дамыған күрделі контроллерлармен
қолданылады.

1.3 Микропроцессорлық жүйелердегі ақпараттардың алмасуы

МПЖ ақпараттардың алмасуы ақпаратты алмастыру циклдарында жүзеге асады. Ақпараттарды алмастыру циклі деп - шина арқылы қарапайым бір операцияның орындалуы іске асатын уақытша интервалды айтады. Мысалы, процессордан жадыға мәліметтер кодын немесе енгізу-шығару құрылғысынан процессорға мәліметтер кодын жіберу.
Ақпараттарды алмастыру циклі негізгі екі түрге бөлінеді:
- процессор ақпаратты жазатын (шығаратын), жазу циклі (шығару);
- процессор ақпаратты оқитын (енгізетін), оқу циклі (енгізу).
Кейбір МПЖ оқу-модификация-жазу немесе енгізу-үзіліс-шығару
циклдары болады. Бұл циклдарда процессор жадыдан немесе енгізу-шығару
құрылғыларынан ақпаратты оқиды, содан кейін оны түрлендіреді де тағыда дәл сол адрес бойынша жазады. Мысалы, процессор жады ұяшығынан кодтты оқып, оны бірге ұлғайтып және тағыда оны осы жады ұяшығына (INR) жазуы мүмкін.
Ең маңызды орынды жадыға тікелей кіру (егерде ЖТК режимі қарастырылған болса), үзуді қайта беру (егер жүйеде үзу болса) және сұраныс циклдары алады.
Әрбір цикл уақытында ақпаратты алмастыруға қатысатын құрылғы бір-
біріне ақпаратты басқарушы сигналдарды бекітілген тәртіп бойынша беріп отырады.
Ақпаратты алмастыру циклі уақытының ұзақтығы тұрақты немесе айнымалы болуы мүмкін. Бірақта ол жүйенің тактілік жиілігінің бірнеше периодын өзіне қосып алады. Жүйе жадынан командалар кодын оқу, оқу циклінің көмегімен іске асырылады. Сондықтан біршиналы құрылым кезінде жүйелік магистральда команданы оқу циклі мен мәліметтерді беру (оқу және жазу) циклі кезектесіп орындалады. Бірақ алмастыру протоколы мәліметтер немесе команда берілгеніне тәуелсіз болғандықтан өзгеріссіз қалады. Ал екі шиналы құрылымда команданы оқу, жазу немесе мәліметтерді оқу циклдары жеке бөлек шиналарға бөлінеді де олар бір уақытта орындалуы мүмкін.
Мәліметтер шинасы мен адрестер шинасында оң немесе теріс логикалар қолданылуы мүмкін. Оң логика кезінде кернеудің жоғарғы деңгейі логикалық бірге тең, ал төменгісі логикалық нөлге тең болады. Ал теріс логика кезінде керісінше болады. Көп жағдайларда сигналдар деңгейі ТТЛ шинасында болады.
Магистральдардың байланыс сызықтарының санын жалпы азайту үшін
адрестік шинаны (АШ) және мәліметтер шинасын (МШ) мультиплексирлеу қолданады: уақыттың әртүрлі моменттерінде адрестерді және мәліметтерді беру үшін (адрестің басқы циклі, мәліметтердің соңғы циклі) бірдей байланыс сызықтары қолданылады. Осы моменттерді фиксациялау (стробтау) үшін басқару шинасында (БШ) арнайы сигналдар қызмет етеді.
Басқару шинасындағы (БШ) басқару сигналдары циклдің әртүрлі бөліктері мен стадияларына сәйкес келетін уақыт моментін (фиксируют) және ағымдағы циклдің түрін анықтайды. Сонымен қатар, басқарушы сигналдар процессордың (немесе магистральдың басқа иесін, master) жадымен немесе енгізу-шығару құрылғысымен (орындаушы-құрылғы, slave) жұмыс істеуін сәйкесінше қамтамасыз етеді. Сондай-ақ басқарушы сигналдар сұранысты және үзуді жіберуді және тура кіруді қамтамасыз етеді.
Басқару шинасы оң логика (сирек) және теріс логика (жиі) түрінде берілуі мүмкін. Басқару шинасының сызықтары бірбағытты және екібағытты болады. Ал шығыс каскадттарының түрлері әртүрлі болады: екі күйлі (бірғатты сызықтар үшін), үш күйлі (екібағытты сызықтар үшін) және ашық коллекторлы (екібағытты және мультиплексирленген сызықтарға үшін). Ең басты басқарушы сигналдар - бұл алмастыру стробтары, яғни, процессормен қалыптасатын және мәліметтер шинасы бойынша мәліметтерді алмастыруды тудыратын уақыт моментін анықтайтын сигналдар болып табылады. Магистралдарда алмастыру стробының екі түрі қолданылады:
- жазу стробы (шығыс), бұл мәліметтер шинасына процессормен қойылған мәліметтерді қабылдайтын орындаушы - құрылғының уақыт моментін анықтайды;
- оқу стробы (енгізу), бұл процессормен оқылған мәліметтер кодын мәліметтер шинасына беретін орындаушы-құрылғының уақыт моментін анықтайды.
Осығын байланысты, цикл аралығында процессор алмастыруды қалай аяқтайтыны және қандай момент кезінде ол өзінің алмастыру стробын алып тастайтыны өте маңызды болады. Негізі шешудің екі жолы бар:
- синхронды алмастыру кезінде (tвыд) бекітілген уақыт интервалы арқылы процессор мәліміттерді алмастыруды өздігінен аяқтайды, яғни орындаушы- құрылғының қатысуынсыз;
- асинхронды алмастыру кезінде, процессор алмастыруды тек орындаушы-құрылғы операцияның орындалуын арнайы сигналмен (handshake-рукопожатие режимі) бектіткен кезде ғана аяқтайды.
Синхронды алмастырудың артықшылықтары - басқарушы сигналдарының саны аз және алмастыру протоколдары біршама қарапайым. Кемшіліктері - орындаушының операцияларды орындауына кепілдіктің жоқтығы, сондай-ақ орындаушының тезәрекеттілігіне жоғары талаптардың қойылуы.
Асинхронды алмастырудың артықшылықтары ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.