Структурная схема ЭВМ (стр. 4 из 12)

Накапливающий сумматор является автоматом с памятью, т.е. слагаемые могут приходить поочередно в произвольные моменты времени и запоминаться в линиях задержки или в триггерах. Накапливающий. сумматор применяется в асинхронных устройствах, в которых слагаемые не привязаны к тактам тактового генератора.

С приходом слагаемого аi=1 элемент "ИЛИ" устанавливается в "1", триггер устанавливается. в "1". Если bi=1 и приходит через какое-то время после ai, то оно запоминается в линии задержки и

одновременно bi опрокидывает триггер в "0". На инверсном выходе триггера устанавливается "1", следовательно на вторую схему "И" подаются две единицы, следовательно на выходе второй схемы "ИЛИ" формируется цифра переноса в старший разряд, равная "1". Если Pi=0, то цифра суммы, которая снимается с прямого выхода триггера, равна "0". Если Pi=1, то сумма Si=1.

ai	bi	Pi	Si	Pi+1
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

13. ОСНОВНЫЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ КОМПЛЕКТЫ.

Современные микропроцессоры (МП)

МП выполняет функции процессора ЭВМ, т.е. управляет процессом управляет процессом выполнения операций и выполняет их. МП может быть реализован на одном или нескольких кристаллах. Обычно процессор содержит АЛУ, управляющую память. МП выбирает команду из памяти, дешифрирует, выполняет ее, производит арифметические и логические операции, получает данные из устройств ввода и посылает их на устройства вывода. МП вместе с памятью и каналами ввода - вывода является ЭВМ.

МП могут быть однокристальные, многокристальные и секционированные. Однокристальные МП изготавливаются на основе МДП - технологии, а секционированные и многокристальные - на основе биполярных транзисторов.

МДП - транзисторы потребляют меньше энергии, но обладают меньшим быстродействием по сравнению с биполярными транзисторами. В однокристальном МП функции управления, операционная часть и устройство управления реализованы на одном кристалле, а в многокристальном - на разных кристаллах. В секционированных устройство управления, управляющая память и АЛУ реализованы на одном кристалле, но малой разрядности. Для увеличения разрядности следует объединять в параллель несколько МП.

МП, как функциональное устройство ЭВМ характеризуется форматом обработки данных и команд, количеством команд, методом адресации данных, числом внутренних регистров общего назначения (РОН), возможностями организации и адресации стека, параметрами памяти, построением систем прерывания программы, системами ввода - вывода, системами интерфейса.

серия	базовая технология	разряд	число БИС или ИС
К536	Р МДП	8	12
К580	n МДП	8	3
К581	n МДП	16	4
К584	ИЛ	4n	3
К586	n МДП	16	4
К587	К МДП	4n	4
К588	К МДП	16	3
К589	ТТЛ ДШ	2n	8
К1800	ЭСЛ	4n	8
К1801	n МДП	16	2
К1810	n МДП	16	3
К1883	n МДП	8n	4
КР1802	ТТЛШ	8n	11
КР1804	ТТЛШ	4n	4

МП относится к числу программируемых устройств ЭВМ. МП, выполняющий последовательность микроопераций, обладает большей логической и функциональной гибкостью, чем жестко закоммутированные процессоры ЭВМ. Изменяя содержимое ПЗУ и ПЛМ, можно настраиваться на выполнение требований конкретной задачи. МП - комплект - это набор БИС, функционально сопрягаемых и применяемых для построения микроЭВМ. В МП - комплектах К587, К588 устройство управления реализовано на основе ПЛМ. В МП - комплекте К580 имеется БИС, в которой реализован центральный процессор, устройство управления и РОН.

Управляющая память, содержащая микропрограмму из 78 команд, предусмотренных для данного МП, реализована на ПЛМ и находится в одной БИС с центральным процессором и устройством управления. В МП комплекте К589 устройство управления строится в виде микропрограммного управления на базе входящих в комплект БИС. Это позволяет реализовать потребителю требуемый ему набор команд.

МП - комплекты К580, К586 содержат однокристальный МП. Однокристальные МП применяются в простейших устройствах цифровой автоматики и в качестве микроконтроллеров.

Контроллер - устройство управления вводом - выводом. Многокристальные МП - комплекты КР1802 и секционированные КР1804 предназначены для построения микроЭВМ и систем быстродействующей автоматики. Серия К1806, построенная по КМОП - технологии широко применяется в радиотехническом оборудовании судов. Она имеет сопряжение с внешней памятью на жестких дисках с помощью контроллера, соединяющего 4 диска

Применение МП :

1. Встроенные системы контроля и управления. МП встраиваются в оборудование, не комплектуются внешними устройствами и содержат спец. пульт управения и ПЗУ управляющее программой

2. Локальные системы накопления и обработки информации. Локальные - т.е. расположенные на рабочем месте системы накопления и обработки информации, осуществляющие информационное обеспечение специалистов и руководителей. Локальные системы, подключенные к большим ЭВМ с большим объемом памяти, что позволяет создать автоматизированную систему информационного обеспечения.

3. Распределенные системы управления сложными объектами. В распределенных системах схемы обработки данных и МП располагаются вблизи источников информации (двигатели и т.д.). Они связаны с центральной системой обработки и накопления данных.

4. Распределенные системы параллельных вычислений. В том случае, если позволяет алгоритм решения задачи, несколько процессоров проводят выполнения данной задачи.

МП и микроЭВМ используются в системах управления радиотехническим оборудованием судов. Микро ЭВМ решает навигационные задачи, распознает цели, решает оперативно - технические задачи, выполняет автоматическое слежение за целью и т.д.

14. ТИПОВАЯ СТРУКТУРА ОБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ЧАСТИ МП

А - аккумулятор

СК - счетчик команд

РК - регистр команд

РАП - регистр адреса памяти

РДП - регистр данных памяти

Процесс выполнения команды состоит из 2-х циклов: цикла выборки и исполнительного цикла. Цикл выборки начинается со считывания из счетчика команд номера ячейки ОЗУ, содержащей код команды. После считывания содержимое счетчика команд сразу увеличивается на 1. Номер ячейки ОЗУ передается через регистр адреса памяти и адресную шину в дешифратор ОЗУ.

Дешифратор ОЗУ выбирает ячейку ОЗУ, содержащую код команды. Код команды считывается из ОЗУ и через шину данных передается в регистр данных памяти. Из регистра данных памяти код команды передается в регистр команд где он хранится до конца выполнения команды и через аккумулятор код команды передается в АЛУ. АЛУ анализирует код команды и если не нужно дополнительного обращения к памяти переходит к исполнительному циклу.

Если же нужно дополнительное обращение к памяти, то МП переходит ко второму машинному циклу, который так же начинается с цикла выборки. МП запрашивает в ОЗУ дополнительные данные и выполняет команды.

Команды могут выполняться за 1,2 или 3 машинных цикла. В каждом машинном цикле происходит только одно обращение к памяти. Выполнение команды происходит под управлением сигналов, вырабатываемых устройством управления. При выполнении команды АЛУ взаимодействует с РОН. РОН используются для кратковременного хранения операндов и результатов.