МИКРОПРОЦЕССОР КОМПЬЮТЕРА

При конструировании привода по S_вх выбирают пневмораспределитель с соответствующим диаметром условного прохода:

Диаметр условного прохода питающей пневмолинии d_y округляют в большую сторону до значения из ряда размеров {1,3;1,5;2,5;3;4;5;7;13;14} мм серийно выпускаемых пневмораспределителей и обратных клапанов. При этом уменьшение d_y до необходимого значения в выходной магистрали достигается за счет регулировки пневмодросселя обычно включаемого параллельно с обратным клапаном.

По величине площади поршня S_П рассчитывается диаметр поршня d_П из следующего уравнения:

где d_шт – диаметр штока, принимаемый равным: d_шт=(0,25-0,4) ·d_П

Диаметр штока должен соответствовать следующему ряду размеров: {4,6,8,10,12,16,25,32,40,50,63,80,90,10} мм.

Найденное значение диаметра поршня d_П округляется до ближайшего стандартного значения в большую сторону. Рекомендуется следующий числовой ряд размеров: {8,10,12,16,20,25,32,40,50,63,80,100,125,160,200,250,

320,360,400} мм

По ГОСТу 15.608-70 выбирают стандартный пневмоцилиндр заданного исполнения и находят прочие конструктивные параметры. Необходимо, чтобы максимальный ход поршня не превышал его (10÷12) диаметров и соответствовал следующему ряду размеров {10,20,40,60,80,100,125,160,200,300 до 2000} мм.

МИКРОПРОЦЕССОР КОМПЬЮТЕРА

Микропроцессор

Центральный микропроцессор - это мозг компьютера. ЦП выполняет следующие функции:

· управление и координация работы всех других компонентов микрокомпьютера;

· выборка команд и обрабатываемых данных из основной памяти;

· декодирование команд;

· выполнение с помощью АЛУ арифметических, логических и других операций, закодированных в командах;

· передача данных между микропроцессором и основной памятью, а также между микропроцессором и устройствами ввода-вывода;

· отработка сигналов от устройств ввода-вывода, в том числе отработка сигналов прерывания с этих устройств.

Модели процессоров включают следующие совместно работающие устройства:

АЛУ (арифметико-логическое устройство) выполняет основную работу по переработке информации, хранимой в оперативной памяти. В нем выполняются арифметические и логические операции. Кроме того, АЛУ вырабатывает управляющие сигналы, позволяющие ЭВМ автоматически выбирать путь вычислительного процесса в зависимости от получаемых результатов. Операции выполняются с помощью электронных схем, каждая из которых состоит из нескольких тысяч элементов. Микросхемы имеют высокую плотность и быстродействие.

АЛУ формирует по двум входным переменным одну – выходную, выполняя заданную функцию (сложение, вычитание, сдвиг и т.д.). Выполняемая функция определяется микрокомандой, получаемой от устройства управления. АЛУ содержит в своем составе т.н. флаговый регистр - устройство, хранящее характеристику результата выполнения операции над данными. Программный анализ флагов позволяет производить операции ветвления программы в зависимости от конкретных значений данных.

УУ (устройство управления) – вырабатывает распределенную во времени и пространстве последовательность внутренних и внешних управляющих сигналов, обеспечивающих выборку и выполнение команд.

На этапе цикла выборки команды УУ интерпретирует команду, выбранную из программной памяти.

На этапе выполнения команды, в соответствии с типом реализуемой операции УУ формирует требуемый набор команд низкого уровня для АЛУ и других устройств (микрокоманды). Эти команды задают последовательность простейших низкоуровневых операций (микроопераций), таких, как пересылка данных, сдвиг данных, установка и анализ признаков, запоминание результатов и др. Последовательность микрокоманд, соответствующая одной команде, называется микропрограммой.

В простейшем случае УУ имеет в своем составе три устройства:

· регистр команды, содержащий код команды во время ее выполнения;

· программный счетчик, содержащий адрес очередной подлежащей выполнению команды;

· регистр адреса, в котором вычисляются адреса операндов, находящихся в памяти.

AGU (Address Generation Unit) – устройство генерации адресов. Это устройство не менее важное, чем АЛУ, т.к. оно отвечает за корректную адресацию при загрузке или сохранении данных. Абсолютная адресация в программах используется только в редких случаях. Как только берутся массивы данных, в программном коде используется косвенная адресация, заставляющая работать AGU.

Математический сопроцессор (FPU). Процессор может содержать несколько математических сопроцессоров. Каждый из них способен выполнять, по меньшей мере, одну операцию с плавающей точкой независимо от того, что делают другие АЛУ. Метод конвейерной обработки данных позволяет одному математическому сопроцессору выполнять несколько операций одновременно. Сопроцессор поддерживает высокоточные вычисления как целочисленные, так и с плавающей точкой и, кроме того, содержит набор полезных констант, ускоряющих вычисления. Сопроцессор работает параллельно с ЦП, обеспечиваю, таким образом, высокую производительность. Система выполняет команды сопроцессора в том порядке, в котором они появляются в потоке. Математический сопроцессор компьютера IBM PC позволяет ему выполнять скоростные арифметические и логарифмические операции, а также тригонометрические функции с высокой точностью.

Дешифратор инструкций (команд). Анализирует инструкции в целях выделения операндов и адресов, по которым размещаются адреса. Затем следует сообщение другому независимому устройству о том, что необходимо сделать для выполнения инструкции. Дешифратор допускает выполнение нескольких инструкций одновременно для загрузки всех исполняющих устройств.

Регистры – внутренняя память процессора. Регистр – это электронное цифровое устройство для временного запоминания информации в форме двоичного числа или кода. Запоминающим элементам в регистре является триггер, который может находиться в одном из двух состояний (0 и 1). В общем случае регистр содержит несколько связанных друг с другом триггеров – по одному триггеру на каждый разряд запоминаемого двоичного числа.

Разрядность регистра - число триггеров в регистре.

Многие регистры специализированы по своей функции.

Регистры считываются и записываются очень быстро, поскольку они находятся внутри центрального процессора. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах.

Основные характеристики процессора:

· Тактовая частота. Любая операция процессора (машинная команда) состоит из отдельных элементарных действий – тактов. В персональном компью­тере тактовые импульсы задает одна из микросхем (специальный генератор импульсов), входящая в микропроцессор­ный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Очевидно, что чем чаще следуют импульсы от генератора, тем быстрее будет выполнена операция, состоящая из фиксированного числа тактов. Следовательно, тактовая частота определяется количеством импульсов в секунду и измеряется в мегагерцах – т.е. миллионах импульсов за 1 сек. Разумеется, тактовая частота не может быть произвольно высокой, поскольку в какой-то момент процессор может просто "не успеть" выполнить очередной такт до прихода следующего импульса. Однако инженеры делают все возможное для повышения значения этой характеристики процессора, и на данный момент тактовая частота самых современных процессоров уже превышает 1000 МГц, т.е. 1 ГГц (1 гигагерц).

· Разрядность процессора. Показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Формально эта величина есть количество двоичных разрядов в регистрах процессора и для современных моделей она равна 32. Тем не менее, все не так просто. Дело в том, что помимо описанной "внутренней" разрядности процессора существует еще разрядность шины данных, которой он управляет, и разрядность шины адреса. Эти характеристики далеко не всегда совпадают.

Разрядность 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.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 423; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!