16-разрядты микропроцессорлар. Микропроцессорлар және олардың қолданылуы

Мазмұны

Кіріспе

Микропроцессор - жүйелік тақтаның ең маңызды құраласы, ол деректерді тікелей өңдейді, атап айтқанда, бөлектелген деректермен арифметикалық және логикалық амалдарды орындайды. Микропроцессор - бір немесе бірнеше үлкен интегралды кестеде орындалған, берілісті өңдейтін бағдарламалық құрылғы; көліктердің автоматты басқару агрегатында қолданылады.

Бірінші бір кристалды микропроцессор 1971 жылы Intel корпорациясында жасалған Intel 4004 болып табылады. Intel-дің үш инженері: Тэд Хофф, Федерико Фаджин және Стэн Мэйзор компьютердің барлық құрушыларын, орталық процессор, сақтау, енгізу-шығару құрылғыларын қоса есептегенде бір кішкентай чипке орналастырды. Оның ені - 3 милиметр, ал ұзындығы - 4 милиметр, ол 2300 МОЖ (металл - оксид - жартылай өткізгіштер) транзисторлардан тұрады. Intel 4004 есептеу қуаттылығы 1946 жылы бір бөлмені алатындай көлемде жасалған бірінші электрондық компьютер ENIAC-тың қуатындай болды. Микропроцессорлар микрокомпьютерлерде, қаруларда, тұрмыстық құралдарда қолданылады.

Микропроцессор бір мезгілде қатарынан 8, 16 немесе 32 биттік деректерді өңдей алады. 8 биттік процессор бір мезгілде небары бір бит дерекпен ғана жұмыс істей алады. 16 биттік процессор бір мезгілде 2 байт, ал 32 биттік процессор - 4 байт өңдейді.

Жалпы алғанда 16 биттік компьютер 8 биттік жүйеден жылдамдырақ жұмыс істейді, ал 32 биттік компьютер 8 және 16 биттік үлгілерден жылдамырақ. Микропроцессор, жады және периферия құрылғылардың арасында дерек беру үрдісі шина арқылы жүзеге асырылады. Қазіргі заманғы процессорлардың көпшілігінде 32 биттік шина қолданылады, яғни бір мезетте 32 биттік дерек беруге болады. 64 биттік шиналы компьютер де болады, бірақ олар әлі кең тарай қойған жоқ.

1. 16-разрядты микропроцессорлар

1. 1 Микропроцессорлар және олардың қолданылуы

Микропроцессор немесе процессор қарапайым (processor ағылшынының) - мынау компьютер ең басты жұмысшы компоненті, арифметикалық және қисынды операциялар орындайды, бағдарламамен берілгендер, есептеуіш процеспен басқарады және компьютер барлық құрылғыларының жұмысын үйлестіреді. Процессор логикалық және арифметикалық операцияларды орындайды, операциялардың орындалу тәртібін анықтайды, дерек көздері мен нәтижелері қабылдаушыларды көрсетіп береді. Процессор жұмысы программалардың басқаруымен жүзеге асады. Жүйелік шинаның негізгі қызметі процессорлар арасында және дербес компьютердің қалған басқа да құрылғыларының арасында информацияны жіберу болып табылады. Түйінмен микропроцессорлы жүйе кез келгені микропроцессорды келеді .

Дербес компьютердің типі онда орналастырылған микропроцессордың үлгісімен анықталады. Intel және AMD фирмасының процессорларының моделдері Алғашқы шығарылған 8086, 8088 нөмірлі ІВМ РС компьютерлерінде Intel фирмасы дайындаған 16 разрядты микропроцессорлар пайдаланылды. Олардың адрестік шинамен интерфейсі 20 разрядты және осыған сәйкес ОЕСҚ-ның көлемі 1 Мбайт болатын. ОЕСҚ (оперативті есте сақтау қүрылғысы) . Оның басқа түрде аталуы: RАМ - арифметикалық-логикалық операцияларды орындау алдында және орындау процесінде деректер мен программалар уақытша сақталатын ішкі жадтың негізгі бөлімі, оны жедел жад (ЖЖ) деп те атайды. ОЕСҚ-ның көлемі адрестік шинаның разрядтығына байланысты.

1-кесте. 200-1500 МГц шамасындағы тактілі жылдамдығы

Микропроцессорлардың қолданылуына келетін болсақ, алғашқы микропроцессорлар электрондық калькуляторларда қолданылды. Олар ондық арифметикаларды орындау үшін төрт биттік сөздерден тұратын екілік-кодтауды пайдаланды.

Төрт және сегіз битті микропроцессорлар әр түрлі аппараттарда қолданылады: терминал, принтерлер және т. б.

Он екі битті микропроцессорлар әскери құрал-жабдықтарда қолданылады.

Он алты, отыз және алпыс төрт битті микропроцессорлар енді кең қолданыла бастады, олар микрокомпьютерлердің және дербес компьютерлердің бір бөлігі болып табылады.

Бүгінгі таңда микропроцессор қарулар, автокөліктер, видеомагнитофондар, ұялы телефондар, сандық камералар, қалта компьютерлерін, қолданыстағы смарт сағаттарда және әр түрлі тұрмыстық құралдар жасау үшін қолданылады. [1]

1. 2 16-разрядты i8086 микропроцессоры

16-разрядты i8086 микропроцессоры біркристалды микропроцессорларды жасаудың бастамасы болып табылады. Бұл микропроцессорда разрядтылықтың өсуімен қатар, бірнеше архитектуралы шешімдер қабылданды:

• командалар жүйесі кеңейтлген (операциялар топтамасы және адрестеу әдістері бойынша) ;
• архитектурасы мультипроцессорлық жұмысқа бағытталған;
• микропроцессор құрамында екі параллельді жұмыс істейтін құрылғы кірген;
• деректерді өңдеу және магистральмен байланыс;
• жады ұйымдастырудың жаңа түрі - жадыны сегменттеу.

i8080 моделінің i8086 моделіне ұқсастығын сақтап қалу үшін екі жұмыс режимі қарастырылған: «минимальді режим», «максимальді режим».

Минимальді режимде i8086 микропроцессоры кеңейтілген командалар жүйесі бар 16-разрядты i8080 микропроцессоры сияқты жұмыс істейді.

Максимальді режим мультипроцессорлық жүйелер құрамында i8086 жұмысына негізделген.

16-разрядты i8086 микропроцессорының құрылымдық схемасы 1-суретте көрсетілген.

Микропроцессор құрамына үш егізгі құрылғы кіреді:

- ДӨҚ - деректерді өңдеу құрылғысы;

- МБҚ - магистральмен байланыс құрылғысы;

- БжСҚ - басқару және синхронизация құрылғысы.

ДӨҚ командаларды орындауға арналған және оның құрамына 16-разрядты АЛҚ, жүйелік регистрлер және басқа да қосымша схемалар, регистрлер блогы және микропрограммалық басқару блогы кіреді.

МБҚ жадының 20-разрядты физикалық адресін және СҚ-рдың 16-разрядты адресін қалыптастыруға, жадыдан команданы таңдауға, жады құрылғыларымен, сыртқы құрылғылармен және басқа процессорлармен магистраль бойынша деректер алмасуға мүмкіндік береді.

1- Сурет. 16-разрядты i8086 микропроцессорының құрылымдық схемасы

1-суретте i8086 микропроцессорының ішкі құрылымы берілген.

A/D[15:0] - [15:0] адресінің кіші разрядтары / деректер;

A[19:16] /ST[6:3] - [19:16] адреса / сигнал күйлерінің үлкен разрядтары;

BHE\/ST[7] - деректердің/сигналдардың үлкен байтын тасымалдауға рұқсат;

STB(QS0) - адрес стробы (командалар кезегінің күйі) ;

R\ - оқу;

W\/(LOCK\) - жазу (арнаны жабу) ;

M-IO\(ST2\) - жады - сыртқы құрылғы (цикл күйі) ;

OP-IP\(ST1\) - шығару-қабылдау (цикл күйі) ;

DE\(ST0\) - деректерді тасымалдауға рұқсат (цикл күйі) ;

TEST\ - тексеру;

RDY - дайындық;

CLR - орнату;

CLC - тактілік сигнал;

INT - ішкі үзуге сұраныс;

INTA\(QS1) - үзуді растау (командалар кезегінің күйі) ;

NMI - жасырын емес үзуге сұраныс жасау;

HLD(RQ\/E0) - жадыға тура қатынас құруға сұраныс (магистральге қатынас құруға сұраныс / растау) ;

NLDA(RQ\/E1) - жадыға тура қатынас құруды растау (магистральге қатынас құруды растау) ;

MIN/MAX\ - режимді беру потенциалы (1-min, 0-max) .

Chip 8086, пайда (1978 жылдың маусым айында), оның бақытты ізбасары бұрын дәл бір жыл болды, компьютер Compaq DeskPro танымал. Бағдарламалық қамтамасыз ету моделі Микропроцессор (Бар тізілім) модель i8088 бірдей болып табылады. Негізгі айырмашылық сыртқы әр түрлі қуаты микропроцессорлық деректер деректер автобус 8 i8088 жылы бит және i8086 16 болып табылады. Ол жоғары екенін түсінеді жаңа микропроцессорлық өнімділігі кезде қол жеткізуге болады компьютерлік жүйе автобус пайдалану қарастырылған деректер астында 16 желілер. Микропроцессорлық i8086 мекен-жайы автобус әлі күнге дейін еске 1 Мб хабарласа аласыз. [2]

1. 3 16-разрядты i8088 микропроцессоры

i8088 микропроцессоры 1-жылдан кейін «і8086»-ны, Intel фирмасы өңдеу туралы жариялады. Микропроцессор «і8086»: 16-биттіге өте ұқсас 8088 келді. Оның региторлары 20-адрестік сызықтардан, және шина саны 8-битке азайтылған болатын. 8- биттік сол уақытта техникалық қамтамасыз ету элементтері толық қолдануда көп таралған. Адым сияқты артқа микропроцессорлардың өңдеу тарихында 8088 процессор орнына арнайы компьютер оның базасында IBM процессорын аңдауы түсінік болатын . Ол Сегіз биттік шина болып микросхема базарында қолдануға рұқсат етті . Салыстыруға бар болу микропроцессорлармен Он алты биттіктің ішкі құрылым маңызды артықшылықтарды берді. 16- биттік регистор және бейімденуші бағдарламалары жеңілдетілді. Ол аз компьютерлердің үй іші өңдеуіне арналған базамен келді . Бұл сегіз-бит 8 қосымша сымдарды талап етті. Сайып келгенде бұларды екі микросхемалары әртүрлі болды . Жүйелік плата Intel 8088 микропроцессорында келіп Intel процессор 16- биттік болжаманы өзімен ұсынады. 16- биттік көбейту және бөлу қоса операцияларын 1Мбайт жадысымен 8088 микропроцессоры орындады. Ол барынша көп тәртіпте жұмыс істеді . Сондықтан жүйеге мүмкін сопроцессор қосылған . Процессор частотасы жиілікпен 4. 77 МГц жұмыс істеді. Ол түрлі түсті теледидарға арналған . 4. 77 МГц циклды частота жиілік жанында 210 нс магистралы болды. Ол енгізуді, шығаруды бес тактіге талап етіп 1. 05 мкс . құрастырады. Процессор көп функцияналды құрылғылардан тұрды. 8088 микропроцессоры мекенжаймен команда сұрыптауын өндіретін, оның түсіндіріп беретін функцияларды орындады.

2-cурет. 16-разрядты i8088 микропроцессоры

Компьютер корпусында микропроцессордың жанында басқа қосымша құрылғылардан: Үзулердің контроллерлері, таймерлер және шиналардың контроллерлері болды. Компьютерлік өнеркәсіп дамуы өлшемімен, құрылғылар аралық функциялардың бөліну ықшамдауы, және әрбір құрылғы өз функция орындау бағытында дамыды . Intel фирмасы өз микропроцессорларын жетілдіруді жалғастырды . 1982 жылға көз алдына микропроцессор 80286 келген болатын. Бірге қосылатын компьютерлердің және турборежима жасалуына негіздік чип болды. [2]

1. 4 16-разрядты i80286 микропроцессоры

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• 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