Принципы построения микропроцессорных систем

В основу построения микропроцессорных систем положено три принципа:

1. магистральности,
2. модульности,
3. микропрограммного управления.

Принцип магистральности определяет характер связей между функциональными блоками микропроцессорной системы – все блоки соединяются с единой системной шиной. Большинство микропроцессорных систем имеют магистрально-модульную структуру. МикроЭВМ строится из набора конструктивно законченных модулей. Каждый модуль реализует определенные функции и обладает свойством независимости от других модулей. Модульность конструкции позволяет совершенствовать микроЭВМ за счет введения в ее структуру более производительных модулей. Упрощается также процесс поиска и устранения неисправностей.

Обмен информацией между отдельными модулями осуществляется через общую магистраль (шину). Системная магистраль микроЭВМ выполняется в виде совокупности шин, используемых для соединения модулей между собой и для передачи данных, адресов и управляющих сигналов. Каждая микроЭВМ имеет четко регламентированный протокол, который определяет, какое устройство и в какой момент времени будет выдавать информацию в шину.

Работа микропроцессора по реализации каждой команды программы пользователя основана на принципе микропрограммного управления. В ходе дешифрации команда разбивается на последовательность элементарных действий. Любое элементарное действие производится при поступлении соответствующего сигнала управления от устройства микропрограммного управления. Частота формирования сигналов управления определяется импульсами от ГТИ (генератора тактовых импульсов).

Элементарные пересылки или преобразования информации, выполняемые в течение одного такта сигналов синхронизации, называются микрооперациями (примеры микроопераций: установка регистра в ноль, запись слова в регистр, сдвиг слова в регистре). Микрооперация – это преобразование информации в каком-либо функциональном узле. Для выполнения микроопераций обычно выделяется один управляющий сигнал. Конкретный состав микроопераций и последовательность их выполнения определяются системой команд микропроцессора.