Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ! |
Классификация регистровРегистры классифицируются по следующим видам:
В свою очередь сдвигающие регистры делятся: По способу приема и передачи информациирегистры подразделяются на:
25. Двоичные счетчики: классификация, параметры, схемы Счетчиком называется типовой функциональный узел, предназначенный для счета входных импульсов. Счетчик представляет собой связанную цепочку T-триггеров, образующих память с заданным числом устойчивых состояний.
Разрядность счетчика n равна числу T-триггеров. Каждый входной импульс изменяет состояние счетчика, которое сохраняется до поступления следующего сигнала. Входные импульсы могут поступать на счетчик как периодически, так и произвольно распределенными во времени. Счетчик является одним из основных функциональных узлов компьютера, а также различных цифровых управляющих и информационно-измерительных систем, главное применение счетчиков:
Счетчик характеризуется модулем и емкостью счета. Модуль счета Ксч определяет число состояний счетчика. Модуль двоичного n-разрядного счетчика выражается целой степенью двойки М = 2n; Емкость счета определяет максимальное количество входных импульсов, которое может зафиксировать счетчик при одном цикле работы. Емкость счета равна Kсч-1 при условии, что работа счетчика начинается с нулевого начального состояния. Большинство счетчиков может работать во всех режимах, однако в специальных счетчиках-делителях состояния в процecce счета могут изменяться в произвольном порядке, что позволяет упростить схему узла. Счетчики классифицируют по следующим признакам:
В вычитающих счетчиках каждый вычитаемый импульс уменьшает состояние на единицу, т.е. реализуется микрооперация декремента Сч:=Сч-1. После вычитания М импульсов счетчик выдает сигнал заема Z и возвращается в исходное (М-1)-е состояние. Реверсивные счетчикимогут выполнять переходы в прямом и обратном направлениях, что позволяет считать как прибавляемые, так и вычитаемые импульсы. К временным характеристикам счетчиков относятся разрешающая способность, быстродействие и время установления (переключения) кода. Разрешающая способность tpc определяется минимальным интервалом времени между двумя входными импульсами, при котором еще сохраняется работоспособность счетчика. Время установления кода tyст отсчитывается от начала входного импульса до момента получения нового состояния.
26. Классификация и основные параметры микросхем памяти Памятью МПС и компьютеров называется совокупность технических средств, предназначенных для приема, хранения и выдачи информации. Основными операциями в памятив общем случае являются:
Операции считывания/записи в памяти называются одним словом обращением к памяти. Память характеризуется: информационной емкостью, физическим объемом, стоимостью, шириной выборки, потребляемой мощностью и быстродействием. Основными характеристиками устройств памяти являются:
Основными характеристиками устройств памяти являются:
27. Общая характеристика запоминающих устройств. Иерархическая структура памяти в ЭВМ Память современных МПС и компьютеров классифицируют по функциональному назначению, виду носителя информации, способу организации доступа к информации. По функциональному назначению память компьютеров подразделяется на две основные группы: внешнюю и внутреннюю.
По физическому принципу построенияпамять компьютера бывает:
Производительность и вычислительные возможности МПС и компьютеров в значительной степени определяются составом и характеристиками ее запоминающих устройств (ЗУ). В составе МПС и компьютеров используется одновременно несколько типов ЗУ (типов памятей), отличающихся принципом действия, характеристиками и назначением.
28. Структура адресных запоминающих устройств Основой любого ЗУ является элемент памяти (ЭП) статического или динамического типа, предназначенный для записи, хранения и считывания одного бита информации - цифры 0 или 1. Совокупность ЭП, которые образуют m-разрядное слово, называют ячейкой памяти (ЯП). Множество ЯП образуют запоминающий массив (ЗМ), называемый матрицей М элементов памяти. Запоминающий элемент должен реализовывать следующие режимы работы:
К ЗЭ должны поступать управляющие сигналы для задания режима их работы, а также информационный сигнал при записи. ЗМ имеет систему адресных и разрядных (информационных) линий. Адресные линии используются для селекции по известному адресу совокупности ЗЭ, которым устанавливается режим записи или считывания. Записываемая или считываемая информация передается по разрядным линиям. Адресные и разрядные линии носят общее название линий выборки. В зависимости от числа линий выборки, соединенных с одним ЗЭ, различают двух- и 29. ОЗУ статического типа (SRAM): особенности организации, применение в ПК Статическая память с произвольным доступом (SRAM, static random access memory) — полупроводниковая оперативная память, в которой каждый двоичный или троичный разряд хранится в схеме с положительной обратной связью, позволяющей поддерживать состояние без регенерации, необходимой в динамической памяти (DRAM). Тем не менее, сохранять данные без перезаписи SRAM может только пока есть питание, то есть SRAM остается энергозависимым типом памяти. Преимущества: · Быстрый доступ. SRAM — это действительно память произвольного доступа, доступ к любой ячейке памяти в любой момент занимает одно и то же время. · Простая схемотехника — SRAM не требуются сложные контроллеры. · Возможны очень низкие частоты синхронизации, вплоть до полной остановки синхроимпульсов. Недостатки: · Невысокая плотность записи (шесть-восемь элементов на бит, вместо двух у DRAM). · Вследствие чего — дороговизна килобайта памяти. SRAM применяется в микроконтроллерах и ПЛИС, в которых объём ОЗУ невелик (единицы килобайт), зато нужны низкое энергопотребление (за счёт отсутствия сложного контроллера динамической памяти), предсказываемое с точностью до такта время работы подпрограмм и отладка прямо на устройстве. В устройствах с большим объёмом ОЗУ рабочая память выполняется как DRAM. SRAM же применяется для регистров и кеш-памяти. 30. ОЗУ динамического типа (DRAM): особенности организации, применение в ПК DRAM (Dynamic random access memory, Динамическая память с произвольным доступом) — тип энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом; DRAM широко используемая в качестве оперативной памяти современных компьютеров, а также в качестве постоянного хранилища информации в системах, требовательных к задержкам. Физически DRAM состоит из ячеек, созданных в полупроводниковом материале, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных, строку от 1 до 4 бит. Совокупность ячеек такой памяти образуют условный «прямоугольник», состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор ячеек условно делится на несколько областей. Основными характеристиками DRAM являются рабочая частота и тайминги. При обращении к ячейке памяти контроллер памяти задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца и на все эти запросы тратится время, помимо этого довольно большой период уходит на открытие и закрытие банка после самой операции. На каждое действие требуется время, называемое таймингом. Основными таймингами DRAM являются: задержка между подачей номера строки и номера столбца, называемая временем полного доступа (англ. RAS to CAS delay), задержка между подачей номера столбца и получением содержимого ячейки, называемая временем рабочего цикла (англ. CAS delay), задержка между чтением последней ячейки и подачей номера новой строки (англ. RAS precharge). Тайминги измеряются в наносекундах или тактах, и чем меньше величина этих таймингов, тем быстрее работает оперативная память. 31. Назначение и принцип работы кэш-памяти Кэш-память (от Cache — тайник) — это способ копирования и хранения блоко данных основной памяти типа DRAM в процессе выполнения программы. Кэш-память построена на быстродействующих триггерных ЭП, поэтому она имеет небольшую емкость в сравнении с основной динамической памятью. Кэш хранит ограниченное число данных и тегов. Тег содержит информацию о физическом адресе и состоянии данных.
Обмен с ОП может осуществляться двумя способами:
В современных компьютерах кэш строят по двухуровневой схеме:
Большинство прикладных программ имеет циклический характер и многократно использует одни и те же данные, поэтому наличие кэша уменьшает количество общений к относительно медленной ОП. 32. Паритетный контроль данных. Контроль по четности и нечетности
33. Общая структура микропроцессорной системы (МПС). Трехшинная организация МПС Микропроцессор - центральная часть любой микропроцессорной системы (МПС) - включает в себя АЛУ и ЦУУ, реализующее командный цикл. МП может функционировать только в составе МПС, включающей в себя, кроме МП, память, устройства ввода/вывода, вспомогательные схемы (тактовый генератор, контроллеры прерываний и ПДП, шинные формирователи, регистры-защелки и др.).
Связь между процессором и другими устройствами МПС может осуществляться по принципам радиальных связей, общей шины или комбинированным способом. В однопроцессорных МПС, особенно 8- и 16-разрядных, наибольшее распространение получил принцип связи "Общая шина", при котором все устройства подключаются к интерфейсу одинаковым образом (Рис.1.1).
34. Микропроцессорный комплект КР580 и его назначение Простейшую 8-разрядную микропроцессорную систему (МПС) можно построить на основе микропроцессорного комплекта (МПК) серии КР580.
35. Архитектура микропроцессора КР580ВМ80А (i8080) Структурная схема МП КР580ВМ80А приведена на рис.1.
В состав микропроцессора входят:
36. Работа микропроцессора КР580ВМ80А С целью упрощения понимания принципа работы МП, дадим вначале словесное описание его функционирования во время выполнения команд программы: 1. Перед выполнением очередной команды МП содержит ее адрес в программном счетчике РС;
4. В соответствии с полученной от DCU информацией устройство управления вырабатывает упорядоченную во времени последовательность микроопераций, реализующих предписания команды, в том числе:
Рассмотрим, например, команду сложения содержимого аккумулятора и регистра В, имеющую мнемоническое обозначение ADD B. Команда ADD B - однобайтовая и имеет код операции 80h.
37. Формат данных и система команд микропроцессора КР580ВМ80А Всего в систему команд ВМ80А входят 78 базовых команд, содержащих 111 кодовых операций. В зависимости от своего назначения команда может иметь длину в один, два или три байта и соответственно занимает в памяти от одной до трех последовательных ячеек. Программный счетчик РС микропроцессора всегда содержит адрес первого байта команды, которая будет выполняться вслед за командой, которая выполняется в текущий момент времени.
Система команд МП состоит из 5 групп:
команды пересылки (14 команд, 28 операций); логические команды ( 15 команд, 19 операций); арифметические команды (14 команд, 29 операций); команды передачи управления (28 команд, 28 операций); команды управления процессором (7 команд, 7 операций). 38. Синхронизация микропроцессора КР580ВМ80А. Типы машинных циклов Все действия МП синхронизованы вложенными друг в друга циклами трех уровней: командными, машинными и микротактами.
Всего возможно 11 различных наборов сигналов SW, т.е. возможно 11 типов машинных циклов:
39. Микропроцессорный комплект К1810 и его назначение Успешное решение многообразных задач с помощью микропроцессорных средств требует постоянного улучшения характеристик последних, прежде всего производительности, и расширения функциональных возможностей. Этим требованиям на современном этапе отвечает поколение микропроцессорных комплектов (МПК). БИС повышенных степени интеграции, разрядности и быстродействия. Типичным представителем этого поколения является МПК БИС серии К1810. 40. Архитектура и работа микропроцессора К1810ВМ86 (i8086) К1810ВМ86 — советский однокристальный 16-разрядный микропроцессор, выполняющий около 2 млн операций в секунду. Синхронизируется тактовой частотой от 2 до 5 МГц. Является клоном микропроцессора Intel 8086 с тактовой частотой до 10 МГц.
ВМ86 содержит две относительно независимые части:
Оба устройства могут работать параллельно, обеспечивая совмещение во времени процессов выборки и исполнения команд, что повышает быстродействие МП. 41. Формат данных и система команд микропроцессора К1810ВМ86 МП ВМ86 относится к классу однокристальных с фиксированной системой команд. Команды МП ВМ86 могут адресовать один или два операнда, причем 2-операндные команды являются, как правило, симметричными, то есть результат операции можно направить на место любого из операндов. Один из двух операндов должен обязательно располагаться в регистре, так как имеются команды типа регистр-регистр, но отсутствуют команды типа память-память (за исключением команды пересылки цепочки байт). Система команд ВМ86 содержит 91 мнемокод и позволяет совершать операции над байтами, двухбайтовыми словами, отдельными битами, а также цепочками байтов и слов. Имеется широкий набор арифметических команд, включающий умножение и деление, который ориентирован на обработку как беззнаковых, так и знаковых чисел. Весьма разнообразны команды пересылки данных, логических операций, переходов в программе и вызовов подпрограмм, а также управления микропроцессором. Число вариантов команд, т. е. число различных машинных кодов, превышает 3800 благодаря использованию восьми способов адресации в их различных модификациях. Тем самым обеспечивается гибкость применения большого числа команд, что позволяет выбрать наиболее рациональные способы адресации в конкретных случаях. Это особенно важно при обработке сложных структур данных.
42. Адресное пространство памяти и ввода-вывода микропроцессора К1810ВМ86. Сегментация памяти
Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 1032; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ! |