Особенности проектирования микропроцессорных систем. Назначение и основные компоненты многопроцессорных вычислительных систем

,

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ

Учебное пособие

Десс Москва, 2005

УДК 681.32

Микропроцессорные системы: Учеб. пособие / , . — ТЕХБУК, Москва, 2005. — 208 с.

Даются определения и основные этапы проектирования микропроцессорных систем (МПС). Приводится элементная база основных типов микропроцессоров отечественной и зарубежной промышленности. Рассматриваются и излагаются принципы структурной организации МПС на примере наиболее широко распространенных микропроцесссоров семейства Intel X86. Рассматриваются различные методы структурной организации 16- и 32- битных процессоров и подсистем памяти. Приводятся данные и рекомендации по использованию Pentium и современных отечественных и зарубежных 64- разрядных микропроцессоров. Указываются средства отладки аппаратных и программных средств.

Даются определение нейронных сетей, описание современной архитектуры процессора NeuroMatrix® NM6403 (Л1879ВМ1), языка ассемблера и основы программирования простейших задач.

Даются основы организации методов обмена ввода/вывода данными с внешними устройствами. Приводятся примеры реализации перечисленных методов организации ввода/вывода и рекомендации по их использованию.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов "Информатика и вычислительная техника".

Микропроцессор,         нейропроцессор,         микропроцессорная система, ассемблер

ISBN 5-9605-0125-8                                         © Б. В. , 2005

© В. Н. , 2005 © ТехБук, 2005

Издательство и торговля научно-технической литературой фирма ДЕСС

Тел.: (095) 113 8108, 113 6455; e-mail: desstaaha.ru

Все права по изданию и распространению на территории Российской Федерации и за рубежом принадлежат издательству ТехБук.

Перепечатка издания или его частей без разрешения владельцев авторских прав

запрещена.

ВВЕДЕНИЕ

Микропроцессоры и микропроцессорные системы внесли в развитие вычислительной техники качественно новые свойства. Целиком выполняясь по интегральной технологии на миниатюрном кристалле, они легко встраиваются в станок, электронные весы, кухонную печь со сверхвысокочастотным нагревом, в автомобиль, в светофор и во многие другие устройства, возможности которых могут быть существенно расширены благодаря применению такого «электронного мозга».

Микропроцессор (МП) - это процессор, реализованный в виде одной или нескольких больших интегральных схем, обладающих функциональной завершенностью.

Микропроцессорная система (МПС) - специализированная вычислительная, информационная или управляющая система, построенная на основе МПК БИС.

Микропроцессорный комплект (МПК) БИС - набор БИС, в котором имеется возможность управления работой с помощью определенного набора команд.

Микроконтроллер - это микросистема, выполненная на основе МПК БИС в виде отдельного модуля, реализующего одну из функций основных устройств: процессора, памяти, адаптера ввода-вывода.

МПС по своей структуре схожа с ПК, но имеет усеченный объем памяти и ограниченный набор средств сопряжения с внешним миром. В основе построения МПС лежит программно-аппаратный принцип. Обладая большими вычислительными возможностями, они при крупносерийном производстве имеют низкую стоимость и малые габариты. Меняя программу, одну и туже стандартную МПС можно использовать во многих устройствах. При этом широкое распространение микропроцессоров и микропроцессорных систем возможно только тогда, когда промышленность и наука получат достаточное количество должным образом подготовленных специалистов.

В данной книге приведены общие принципы построения микропроцессорных систем, Изложены основы программирования и организации интерфейса, описаны базовые микропроцессорные наборы БИС и примеры их использования.

Предназначается для инженеров, работающих в области создания микропроцессорных систем, а также студентов специальности 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».

1.    ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ

1.1. Технические требования МПС

МПС представляет собой совокупность аппаратных (Hard Ware) и программных средств (Soft Ware)[ 1,2,7]. Причем аппаратные средства обеспечивают максимальную производительность или быстродействие, а программные средства - расширение круга задач, решаемых данной МПС. Как правило, реализация вычислений программными средствами является менее быстродействующей. Поэтому в процессе проектирования МПС[6,8,9] в целом необходимо