Вопросы (стр. 1 )

1) Компоненты простой логики. Логические функции

2) Большие интегральные схемы. Место мп бис в электронике. Классификационная таблица компонентов электронной техники

3)Понятие процессор. Жесткая логика и логика фон-Неймана. Цикл Фон-Неймана

Необходимо достаточная структура процессора

4) Типы данных, используемых в мп технике. Операции и операнды. Понятия «команада»,»программа», бит байт слово

5)

Универсальные и специализированные БИС. Однокристальные и многокристальные БИС

Секционированные БИС

6) Основные характеристики мп бис (функц, эл, эксплутационные) Технологии изготовления мп бис. Связь технологии изготовления с хар-ми бис

7) Архитектура программ бис. Понятие различных уровней архитектуры бис.

8) виды обменов примеры использования обменов в мп бис

9) виды прерываний понятие контекстного переключения.

10) понятие мп системы обобщенная структура мп системы

11) понятие интерфейса виды интерфейсов

12) логика обработки прерываний работы мп в мп системе. Принципы организации стека

13) виды запросов на прерывание

14)интерфейс мп. Характеристика информационных магистралей

15) последовательный формат информационных сигналов

16) параллельный формат информационных сигналов

17) понятие информационных магистралей. Внутренние и внешние магистрали. Основные блоки мп

18) Методы и средства управления вводом – выводом данных

19) обмен данными в канале прямого доступа к памяти

20) виды адресации в мп системах

21) сегментная адресация. Область использования

22) страничная адресация Область использования

23) виртуальная адресация Область использования

24) кэш область применения уровни кэширования

25) отображаемая память принцип использования ее

26) разрядность МП. Адресное пространство

27) понятие адресного пространства памяти

28) понятие адресного пространства ввода-вывода

29) алгоритм обслуживания запроса на прерывание в системе »мп-ПКП»

30)микросхемы памяти Постоянная память Оперативная память Статическая память Динамическая

31) типовой блок центрального процессора

32) принцип формирования адресов в мп системе

33) Подключение внешних устройств к блоку центрального процессора.

34) Матрица клавиш. Принципы организации ввода данных с клавиатуры.

35) Семисегментный индикатор. Принцип организации ввода данных с клавиатуры.

36) Порты ввода – вывода. Организация параллельного обмена между двумя системами.

37) Организация синхронного обмена с внешним устройством с использованием программируемого параллельного адаптера.

38) Организация однонаправленного асинхронного обмена по прерыванию с использованием программируемого параллельного адаптера.

39) Организация двунаправленного обмена по прерыванию с использованием программируемого параллельного адаптера.

40) Обмен данными по последовательному каналу связи. Понятие модема.

41) Асинхронно-синхронный обмен по последовательному каналу связи с использованием УСАПП.

42) Синхронный обмен по последовательному каналу связи с использованием УСАПП. Понятие синхросимвола.

таблица компонентов электронной технике.

Место МП техники среди других средств измерения.

Ряд признаков: 1) пассивный компонент 2) активный компонент

3 подгруппы:1) аналоговой 2) цифровой 3) ЦАП и АЦП

Аналоговой - с сигналами хар-ся фазой, частотой, амплитудой

ЦАП и АЦП: работают с сигналами которые хар-ся частотой, фазой, амплитудой - 2 зн-я нижней и верхней амплитудой (логический 0 или 1).Комбинационная логика - простая логика. 1)Дизьюнкторы, коньюнкторы, инверторы 2) триггеры 3)дешифраторы

4) регистры сдвига 5) счетчики 6) коммутаторы и цифровые ключи

7) БИС: а) специализированные и периферийные б) запоминающие устройства

в) микропроцесорные БИС

специализированные: генераторы тактовых сигналов, схемы упр-я информац-ми шинами

ОЗУ: а) статические (SRAM интегр. триггеры, после записи в них инф-ии до

отключения питания) Дост-ва: высокое быстродействие Нед-к: малая

плотность размещения элементов памяти на кристалле.

б) динамического типа (DRAM интегр. конд-ры, требуют

периодической регенерации заключ. в периодическом считывании

данных со всех ячеек памяти и повторной записи в те же ячейки.

Дост-ва: высокая удельная плотность размещения элементов на

кристалле Нед-к: низкое быстродействие

в) ПЗУ (ROM) при отключении питания инф-я не уничтожается

масочного типа; однократно программируемые ПЗУ,

перепрограммируемые ПЗУ (с электронным стиранием или у/ф

стиранием)

масочные: в ЗУ инф-я записывается на этапе пр-ва (ген-ры символов)

однократно программируемые: для записи конечным пользователем

(запись подачей высокого напр-я на ячейку куда хотят записать, в

рез-те она меняет свое состояние на противоположное и неизменно)

перепрограммируемые: позволяют стирать и записывать новую

инф-ю поср-ом эл. сигналов или у/ф.

Flash память - укороченные циклы и амплитуда записи

Для обычных ПЗУ подача при записи сигналов повышенного напр-я и

сохранение их в течении длительного времени, полный цикл записи

минуты, десятки минут)

Для FLASH циклы записи соизмеримы с циклами чтения, позволяет

использовать их аналогично некоторым типам ОЗУ.

Микропроцессорные БИС для построения устройств выполняющих в составе системы арифметические, логические и другие функции, работая при этом в соответствии с определенным потоком команд.

МП БИС: универсальные (мп которые выполняют все функции центрального процессора, т. е. все основные функции по управлению системой и выполнению логических и арифметических операций и диагностике)

Специализированные(мп рассчитанные на решение в составе системы конкретной задачи, иногда достаточно узкой, как правило под управлением центрального: арифметический сопроцессор, процессор in-out, часть сигн. процессоров)

Ар. сопроцессор для высокоэффективного исполнения операций с плавающей запятой.

In-out для эффективного выполнения операций связанных с вводом и выводом инф-ии в системе. Центральный процессор не просто разгружается от этих операций но и работает // с выполнением других задач

Сигн. проц. для эффективной обработки сигналов (цифр и аналог)

Секционированные МП бис большие интегральгые схемы на основе которых можно собрать процессор любой разрядности и любого назн-я.

Универс. процессор по функциям:

1) для задач упр-я и измерений малой мощности и 1 кристальные микроЭВМ и микроконтроллеры

2) для вычислит. задач небольшой мощности

3) для сложных мультизадачных систем обработки графики, в работе с базами данных

Под процессором понимается устр-во, предназначенное для выполнения вычислительных логических и управляющих операций, работающее под управлением потока команд посл-но и самостоятельно извлекаемых из памяти и в общем случае состоящее из 2 основных блоков: АЛУ и УУ

АЛУ: выполнение ар и лог операций

УУ: работа всех остальных узлов, управляет потоками информации МПС действия определенными командами, сов-ть команд – программа.

З. У. для хранения программ и обработки инф-ии – данными. Память из блоков одинакового размера – ячеек, ячейка из 0 или 1. bit

Кол-во эл-ов ячейки-разрядность. Кол-во ячеек памяти в ЗУ – емкость инф-я

8 bit =1b k 220-1M 230-1Г

232 байт- необходимое количество линий адреса для обращения к памяти

УВВ преобразования данных для ввода (вывода )

Создать вычислительную систему можно на любых компонентах, однако если функции этой системы определяются комбинацией входов и выходов блоков, то такая система не процессор - система на жесткой или комбинационной логике.

Процессор - программируемая логика - логика фон-Неймана

Цикл фон-Неймана:1) фаза выборки команды из памяти

2)дешифрация команды и выработка управляющих сигналов

3)изменение счетчика команд (блок в составе устройства управления в котором хранится адрес следующей команды)

4) фазы выполнения команды

Если процессор выполнен с использованием средств интегральной технологии то в результате получим прибор с высокой степенью миниатюризации - микропроцессор.

МикроЭВМ - конструктивно законченное вычислительное устройство, построенное на основе микропроцессорного комплекта БИС или модулей в отдельном корпусе и имеющее свой источник питания, пульт управления, узлы ввода и вывода инф-ии, что позволяет использовать его в качестве автономного независимого работающего устройства со своим ПО.

Микропроц. БИС совокупность специально разработанных отдельных МП и других и. с. совместимых по своим конструктивно технологическим данным и функционально достаточным для построения законченной схемы.

Входят: МП бис, БИС ЗУ,in-out инф-ии, БИС микропрогр. упр-я

В зависимости от решаемых задач как в виде отд. БИС, так и в виде одной БИС-chipset.

МПС - собрание в единое целое совокупность взаимодействующих БИС, МПК и модулей, иногда дополненное БИС из других МПК, организованное в рабочую систему - ВУ с МП для обработки информации. если >2 процессоров то микропроцессорная система.

Микроконтроллер - функциональный блок выполненный на основе БИС МПК и оформленный в виде платы или отдельной БИС, которая может выполнять роль МикроЭВМ встраиваемой в изм. прибор или другую аппаратуру. Контроллер программируемые и нет.

Основные характеристики МПБИС

1. Функциональное назначение

2. Технология изготовления(быстродействие и энергопотребление)

(p-моп, n-моп, КМОП, КНС, ТТЛ, ТТЛШ, ИИЛ, ЭСЛ)

3.Разрядность- длина информационного слова которое может быть обработано мп за один цикл. Разрядность совпадает как правило с числом внутренних регистров общего назначения.

как фиксируемая так и наращиваемая(секционированные мп), обычно кратна 2.

4.Емкость адресуемой памяти (возможность по взаимодействию с внешней памятью) хар-ся разрядностью шины адреса мп

если емкость 10разр то емкость 210-1К

5.Принцип управления либо программное(с жесткой логикой)

микропрограммное(с хранимой в памяти логикой)

секционированное(с наращиваемым набором команд)

6. Ширина шины данных возможности обмена мп с внешними устройствами, какой длины инф. слово может быть считано мп или выдано во внешнее устройство.

МП	ША	ШД	Разрядность
8080	16	8	8
8086	20	16	16
8088	20	8	16
80286	24	16	16
DX	32	32	32
486	32	32	32
p	32	64	32
p2	32	64	32
p3	32	64	32

Быстродействие: 1) количество операций в секунду

2) тактовая частота

3)время машинного цикла

4)время выполнения операций над данными нах-ся в А

Эл-е параметры МП БИС(в стат и дин режиме):

1) кол-во ист-ов питания и их напр-я

2) потребляемый ток

3) входная и выходная емкость

4) время задержки прохождения сигнала

5) сопр-е нагрузки

Нагрузочная способность: вых. током и емкостью, кол-во входов подсоединенных к 1 выходу.

Спец. требования: темп. диапазон функц. и хранения

масса

устойчивость к э/м воздействиям

устойчивость к вибрац. нагрузкам в определенном диап-не частот

устойчивость к линейным нагрузкам и ударам с определенной длит-ю

надежность

наработка на отказ

коэф-т готовности (время перевода системы из хранения в функционирование)

интенсивность отказа

Понятие архитектуры программируемой БИС

Под архитектурой средств вычислительной техники (с-м, сетей, эвм, отд. вычислительных устройств, узлов элементной базы ) обычно подразумевается многоуровневая организация на каждом уровне которой выделенные структурные единицы (эл-ты и связи), а также установленные способы взаимодействия м/у элементами, внешней средой и доругими иерархическими уровнями

Виды обмена

1) Синхронные обмены (безусловный)

2) Асинхронный (условный)

3) Асинхронно-синхронный

Синхронные обмены

сигналы управления адреса и данные выставляются и принимаются в строго определенные промежутки времени, задаваемые синхронизатором обмена. Синхронизатор - ист-к, приемник, внешняя схема.

Дост-ва: высокая скорость которая определяется

1) допустимой частотой синхронизатора

2) св-ми линий связи

3) быстродействием ист-ка и приемника

4) простота средств обмена

Нед-к обмена: нельзя осущ-ть обмен между модулями у которых ср-ва обменаобеспечивают различную скорость приема передачи инф-ии

Асинхронный

наличие 3 фаз

1фаза инициализации (инициатор обмена посылает запрос на обмен и проверяет готовность партнера к обмену)

2фаза выполнение осущ-ся после проверки гот-ти партнера к обмену или получения сигнала подтверждения источник ® приемнику

3фаза подтверждение приемник подтверждает получение инф-ии

Асинхронно-синхронный

фаза инициализации присутствует, а передача данных по принципу синхронного обмена

старт бит

D0

D7

Стоп бит

пока нет передачи 1, 0 начало передачи, а затем с какой то частотой считываются 0 и 1 в бите и стоп-бит 1.

Дост-ва: высокая достоверность обмена, возможность организации обмена между модулями с различным быстродействием

Нед-ки: низкая скорость чем синхронного (в разы)

более сложная организация аппаратных средств

для поддержки исп-ся спец. устр-ва контроллеры и интерфейсы

Контроллер- программируемая БИС ориентированная на управление обменом м/у модулями системы, шинами или внешними устройствами.

Особенность контроллеров - работа по заданному алгоритму. Алгоритм как жестко задан в самом контроллере, так и извлекаемым из внешней памяти самостоятельно без участия процессора. Возможность программирования. Настройка контроллера осуществляется записью в их внутренние регистры специальных управляющих слов- лова-инциализации. Загрузка - обеспечивает работу контроллера по тому или иному уровню. Слова инициализации обеспечивают начальную конфигурацию контроллера. Для переключения в другой режим дополнительные слова - операционные.

Интерфейсы

Устройства пассивно поддерживающие обмен, но не управляющие им.

Адаптеры могут быть программируемыми. Контроллеры прерывания, шин, прямого доступа к памяти, динамической памяти.

Примеры адаптеров: универсальный асинхронно-синхронный,

приемопередатчик-интерфейс связи по последовательному каналу.

программируемые // интерфейс. Контроллер клавиатуры и индикации.

Методы инициализации обменов:

1)право инициализировать обмен предоставляется 1 модулю-МП, которая ведет последовательный опрос других модулей системы выявляя готового к обмену. В этом случае модули должны иметь средства индикации своей готовности к обмену. Либо отдельные выводы, либо доступные для чтения внутренние регистры такого модуля – полмип(?????????)

Дост-ва: простота аппаратных средств

неэффективность процессора

2)обмен по прерыванию

право инициировать обмен предоставляется нескольким(всем) модулям систем

наиболее важное значение в системах реального времени

Средства реализующие обмен по прерыванию:

1) подсистемы прерывания и распределенные в нескольких модулях системы

2) средства внутренних прерываний, программных и внешних

Внутреннее прерывание – это прерывание, происходящее в результате событий, локализованных внутри модуля системы, например деление на 0 или перегрев модуля.

Функции внутренних прерываний

1. Распознавание события

2. Сохранение текущего процесса

3. Загрузка счетчика команд начальным адресом подпрограммы обслуживания данного прерывания

Программные прерывания – инициируются специальными командами внутри исполняемой программы, при выполнении которых:

1. В специальной области памяти запоминается состояние текущего процесса, т. е. содержимое регистров общего назначения, состояние флагов.

2. Счетчик команд загружается адресом подпрограммы обработки прерывания, причем этот адрес содержится в самом коде команды.

Внешние прерывания – генерируются в результате событий, происходящих вне модуля системы. Средства, обслуживающие внешние прерывания, должны выполнять следующие функции:

1. Фиксация запросов на прерывания, поступивших от внешних источников.

2. Если запросов несколько, то определение запроса, который следует обслужить (выявление наиболее приоритетного запроса).

3. Идентификация источника, пославшего запрос.

4. Анализ текущего процесса на предмет его прерывания.

5. Запоминание состояния текущего процесса.

6. Передача управления подпрограмме обслуживания запросов.

7. Возврат, т. е. восстановление состояния текущего процесса и передача ему управления.