Арифметическо-логическое устройство (АЛУ). Структура АЛУ. Регистровая АЛУ разрядно-модульного типа, страница 2

4.  БИС – до 200 логических функций (калькуляторные МС, БИС ОЗУ, БИС ПЗУ, микропроцессоры).

5.  СБИС – это однокристальные микроЭВМ, электрические диски, современные микропроцессоры и т.д.

МП (микропроцессор) – это прибор или совокупность приборов, изготовленных по технологии высокой степени интеграции и способный под воздействием программного управления выполнять функцию центрального устройства ЦВМ, предназначенную для обработки информации и управления процессом этой обработки.

Обобщённая структура микропроцессора

    

          РАЛУ  (регистровое АЛУ) – предназначено для выполнения арифметических и логических операций, а также для хранения результатов операций.

          Интерфейсная логика – обеспечивает электрическое сопряжение с внешними устройствами и формирование протокола обмена.

          Память – для хранения программ и данных. Всегда состоит из ОЗУ и ПЗУ. В ПЗУ минимально находится программа загрузки.

          УУ – обеспечивает выработку последовательности микрокоманд, задающих различные операции, выполняемые АЛУ, интерфейсной логикой  и памятью для организации команд условного перехода в зависимости от состояния флагов.

Классификация МП

1.  По способу обработки информации:

а) однокристальные – это МП, у которых наращивание разрядности обрабатываемых слоёв обеспечивается только программным путём;

б) секционированные  (разрядно-модульные) – это наращивание разрядности обрабатываемых слов. Осуществляется с помощью однотипных секций.

2.  По используемой технологии:

     а) ТТЛ и ТТЛШ

     б) КМОП

     в) КМОП – минимальное потребление, но площадь, занимаемая кристаллом на 20% больше чем у б)

3.  По способу формирования системы команд:

а) с возможностью разработки новой системы команд пользователей (доступен уровень микропроцедурного управления). Достоинство этого способа заключается в том, что можно повысить быстродействие и динамические характеристики, а недостатки заключаются в трудностях отладки этой микропрограммы и создании своих средств отладки;

б) МП использует только стандартную (дефективную) систему команд, т.е. микропрограммный уровень не доступен .

Области применения МП:

а) Использование МП для построения центральных узлов в вычислительной системе;

б) использование для построения систем (контроллеров), которые используются в качестве управляющих элементов систем управления, работающих как правило в реальном масштабе времени (интенсивность поступления информации, её обработка и отображение).

К основным характеристикам МП можно отнести:

-  время выполнения команды;

-  разнообразие и ориентация системы команд на конкретном применении контроллера (для того, чтобы смотреть улучшатся или ухудшатся динамические характеристики);

-  наличие систем прерывания режима ПДП.

Преимущества использования МП:

1.  Гибкость использования (имеется программное обеспечение).

2.  Меньшая стоимость.

3.  Быстрота разработки.

Примеры использования МП:

-  ВТ;

-  Станки с ЧПУ;

-  Конвейерные системы.

Регистровая АЛУ – базовая структура МП

          Структура автоматически получается из следующего соотношения:

  , где  - любая операция

  А и B – операнды.

Необходимо выполнить следующие действия:

1. Поместить операнды А и B на входы АЛУ.

2. Выполнить операцию в АЛУ.

3. Записать результат операции в элемент памяти (регистр С).

          Указанные далее элементарные предельные операции называются микрооперациями (МО). Для того, чтобы структура МП  была бы работоспособна необходимо дополнительно решить 2 задачи: задачу синхронизации и задачу управления.

 

          Задача синхронизации – фиксация в памяти достоверного результата.