Структура (архитектура) микропроцессорной системы (МПС)

Определение МПС: комплекс аппаратных и программных средств, которые выполняют определённый набор арифметических и логических операций, таких как: сложение, умножение, сравнение, запись, чтение и другие.

К МПС относят компьютеры, микроконтроллеры и другие цифровые устройства, которые включают программное обеспечение.

Описание операции, которую должна выполнять МПС, называется командой.

Каждая команда кодируется условным обозначением, которое называется кодом операции (КОП).

Исходные данные, которые обрабатываются в МПС, называются операндами.

Пример:

Команда на языке ассемблер MOV B,C; комментарий (B) ß(C)

Команда в машинном коде 01000001b - 41 h

MOV B,C – команда.

MOV – код операции в мнемонической форме.

B, C – операнды.

Совокупность операций (команд), выполняемых в данной МПС, называется системой команд. В 8-ми разрядном МП свыше сотни команд, в 32-х разрядном МП (персональный компьютер) около1000 команд.

· Структура и принцип функционирования МПС

Любая МПС включает следующие устройства:

1. Центральный микропроцессор (ЦМП). Он занимается обработкой информации.

2. Запоминающее устройство (ЗУ), которое состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянно запоминающего устройства (ПЗУ). ОЗУ – энергетически зависящие устройство, т.е. хранит информацию, только пока к нему подается напряжение.

3. В ПЗУ информация может храниться постоянно.

4. Устройства ввода, вывода. К ним относятся: клавиатура, мышка, винчестер, дисплей и т.д.

Все устройства соединены между собой шинами, а именно:

· шина адреса (ША),

· шина данных (ШД),

· шина управления (ШУ).

В совокупности перечисленные шины образуют системную магистраль.

Принцип работы МПС состоит в выполнении заранее разработанной программы, которая определяет последовательность выполнения команд (операций).

Выполнение программы осуществляется последовательным считыванием с ЗУ команды, её дешифрированием и выполнением.

Выполнение команды осуществляется в 2 этапа:

1. Считывание и дешифрирование команды: ЦМП выставляет на шину адреса (ША) адрес очередной выполняемой команды. Этот адрес по ША поступает в ЗУ. Кроме того, в ЗУ по шине управления (ШУ) подается сигнал чтения содержимого ячейки памяти (ЯП). Содержимое ЯП с кодом команды (операции) по шине данных (ШД) поступает в ЦМП.

В ЦМП содержимое ЯП дешифруется и по результатам дешифрования формируются сигналы для выполнения команды.

2. Выполнение команды. По результатам дешифрирования МП осуществляется выполнение команды.

По окончании выполнения команды на ША выставляется адрес очередной команды и далее выполняется очередная команда.