Микропроцессоры и микропроцессорные системы

Успехи в области технологии интегральных микросхем привели в начале 1970;х гг. к появлению микропроцессора, представляющего собой функционально завершенное универсальное программно-управляемое устройство цифровой обработки данных. Организация работы микропроцессора базируется на выполнении определенного набора команд. Эта особенность нашла отражение в программно-аппаратном принципе построения микропроцессорных систем с использованием одного или нескольких микропроцессоров, предназначенных для обработки данных, контроля и управления различными объектами. Реализация целевого назначения микропроцессорной системы достигается с помощью программного обеспечения — организованного набора программ и данных.

Цель раздела — рассмотреть основные концепции структурно-функциональной организации микропроцессоров и микропроцессорных систем. Для более глубокого понимания концепций и их дальнейшего изучения в качестве объектов рассмотрения выбраны простейший 8-разрядный процессор и системы на его основе.

Архитектура процессоров

Принципы построения процессоров

Принцип микропрограммного управления

Функции выполнения операций над информацией в цифровых системах (устройствах) возлагаются на процессор. Построение процессоров базируется на принципе микропрограммного управления, согласно которому:

• • любая операция над словами информации (двоичными кодами), реализуемая процессором, рассматривается как сложное действие, которое разделяется на последовательные элементарные действия, называемые микрооперациями;
• • для управления порядком следования микроопераций используются логические условия, которые отражают состояние процессора после выполненных микроопераций в виде логического 0 или 1;
• • процесс выполнения операций в процессоре описывается в форме алгоритма, представленного в терминах микроопераций и логических условий, и называется микропрограммой;
• • микропрограмма используется как форма представления функции процессора, на основе которой определяются его структура и порядок функционирования во времени.