Архитектура микропроцессора - Основные характеристики микропроцессора

Микропроцессор характеризуется:
1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов в ЭВМ;
2) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов.

Разрядностть МП обозначается m/n/k/ и включает:
m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров;
n - разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации;
k - разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. Например, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;
3) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.

Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.

Макроархитектура - это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.

В общем случае под архитектурой ЭВМ понимается абстрактное представление машины в терминах основных функциональных модулей, языка ЭВМ, структуры данных.

Микропроцессор (МП) — это микросхема или совокуп­ность небольшого числа микросхем (соответственно один или несколько кристаллов БИС), выполняющая над дан­ными арифметические и логические операции и осущест­вляющая программное управление вычислительным про­цессом.

Микро-ЭВМ, или микрокомпьютером, называют устрой­ство обработки данных, содержащее один или несколько микропроцессоров, БИС постоянной и оперативной памяти, БИС управления вводом и выводом информации и некото­рые другие схемы. Микрокомпьютер такого состава иногда называют «голым» из-за отсутствия в нем периферийных устройств (внешних ЗУ и устройств ввода и вывода инфор мации). Микрокомпьютеры в такой конфигурации часто применяют в качестве встраиваемых в различные станки, машины, технологические процессы управляющих уст­ройств (контроллеров).

Микрокомпьютеры широкого назначения, используемые для выполнения вычислительных работ, управления слож­ными технологическими процессами, оснащаются необхо­димыми периферийными устройствами (дисплеями, печа­тающими устройствами, ЗУ на гибких дисках, аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями и др.).

Микропроцессорной системой (МП-системой ) обычно называют специализированную информационную или уп­равляющую систему, построенную на основе микропроцес­сорных средств.

Микрокомпьютер с небольшими вычислительными ре­сурсами и упрощенной системой команд, ориентированный не на производство вычислений, а на выполнение процедур логического управления различным оборудованием, назы­вают программируемым микроконтроллером или просто микроконтроллером.

Универсальность микропроцессоров (микропроцессор­ных средств) определяется возможностью их разнообраз­ного применения и обеспечивается программным управле­нием МП, позволяющим производить программную настройку МП на выполнение определенных функций, магнстрально-модульным принципом построения, а также специальными аппаратурно-логическими средствами: сверхоперативной регистровой памятью, многоуровневой системой прерывания, прямым доступом к памяти, про­граммно-настраиваемыми схемами управления вводом — выводом и т. п.

Относительно высокая производительность МП дости­гается использованием для их построения быстродействую­щих больших и сверхбольших интегральных электронных схем и специальных архитектурных решений, таких как сте­ковая память, разнообразные способы адресации, гиб­кая система команд (или микрокоманд) и др.

Технологичность микропроцессорных средств обеспечи­вается модульным принципом конструирования, который предполагает.реализацию этих средств в виде набора функционально законченных БИС, просто объединяемых в соответствующие вычислительные устройства, машины и комплексы.