Архитектура 16-разрядного МП и чем отличается от 8-разрядного. Архитектура 16разрядного микропроцессора х86 и в чем отличия от 8разрядного мп компоненты архитектуры мп
 Скачать 213.93 Kb.
|
|
Архитектура 16-разрядного микропроцессора х86 и в чем отличия от 8-разрядного МП 1.компоненты архитектуры МП Для изучения микропроцессорного средства нужно подобрать какой МП будет взять в качестве изучаемого объекта. Все они похожи друг на друга по архитектуре и составу команд. Поэтому достаточно выбрать и изучить один из них, чтоб иметь понятие о других в достаточном объеме, необходимом для самостоятельного изучения других МП и МПС. Как уже отмечалось во введении, наиболее доступным объектом изучения может быть МПС (микропроцессорная система), реализованная в IBM PC совместимых компьютерах, которые широко представлены на отечественном рынке и являются, пожалуй, самыми доступными. Они реализованы на микропроцессорах ряда х86, и реализуют, как правило, режим 16-разрядного МП. При этом необходимо отметить, что корпорация Intel, по мере развития этого типа микропроцессора (i80286, i80386, i80486, i80586, Intel Pentium, Intel Core ix), у которого расширялась система команд, увеличивалось число специальных регистров для обеспечения мультизадачных режимов, увеличивалась разрядность системной шины и параллельность обработки, тем не менее, сохранила все основные черты 16-разрядного процессора i8086, как по структуре, так и по составу команд. Для разработчиков схемотехники МПС промышленного назначения (контроллеров) интерес может представлять другой ряд микропроцессоров корпорации Intersil, созданных на базе х86, предназначенных для эксплуатации в более жестких климатических условиях, существенно отличающихся от нормальных (20 °С±10 °С). Этот ряд выполняется по КМОП технологии, но полностью сохраняет логическую структуру 16-разрядного микропроцессора ряда х86 и реализует его систему команд микропроцессора ряда х86  Схематичный рисунок 16 разрядного МП Изучение можно начать с элементов, которые формируют физический адрес. Из рисунка видно, что адресное пространство равно 220=1 Мбайт (1 мегабайт). Почему адресное пространство измеряется в байтах (8 бит)? Дело в том, что в качестве элемента обмена информации принято считать 8-разрядные двоичные коды. Восьми разрядов вполне достаточно (28=256), чтобы закодировать латинский и национальный (заглавный и строчный) алфавиты, цифры, знаки препинания, математические обозначения, псевдографику и тому подобное. В приложении В приведена таблица для одной из альтернативных кодировок символов для IBM совместимых компьютеров, являющимся стандартом в России (ее еще называют DOS-кодировкой). Поэтому любые носители: древние — перфолента; менее древние - магнитная лента; современные — магнитные поверхности дисков, оптические и магнитооптические диски — все это запоминало и запоминает (то есть, записывает на себя) информацию побайтно, то есть единицей информации является 8-разрядный бинарный код. А так как ПЗУ и ОЗУ — это те же носители информации, то и размер информации, записываемой по одному адресу, составляет 1 байт. Шина данных микропроцессора может быть 16-разрядной, 32-разрядной, 64-разрядной, 128-разрядной но логическое обращение к памяти (для сложных ОЗУ через специальную схему — контроллер оперативной памяти) всегда происходит так: по одному адресу — 1 байт. 2. В чем же различие 16-раздрядного МП от 8-разрядного?8–разрядные МП  Схема 8-разрядного МП 8–разрядные микроконтроллеры являются наиболее простыми и дешевыми изделиями этого класса, ориентированными на использование в относительно несложных устройствах массового выпуска. Микроконтроллеры этой группы обычно выполняют относительно небольшой набор команд (50–100), использующих наиболее простые способы адресации. Основными областями их применения являются промышленная автоматика, автомобильная электроника, измерительная техника, теле–, видео– и аудиотехника, средства связи, бытовая аппаратура. Для 8–разрядных микроконтроллеров характерна гарвардская архитектура: с отдельной внутренней памятью для хранения программ, в качестве которой используются масочно–программируемые ПЗУ (ROM), однократно программируемое ПЗУ (PROM) или электрически репрограммируемое ПЗУ (EPROM, EEPROM или Flash) с объемом от нескольких единиц до десятков килобайт; с отдельной внутренней памятью для хранения данных, в качестве которой используется регистровый блок, организованный в виде нескольких регистровых банков, или ОЗУ. Ее объем составляет от нескольких десятков байт до нескольких килобайт. В случае необходимости имеется возможность дополнительно подключать внешнюю память команд и данных объемом до 64–256 Кбайт и более. Для повышения производительности во многих моделях 8–разрядных микроконтроллеров реализованы принципы RISC–архитектуры, обеспечивающие выполнение большинства команд за один такт машинного времени. 16–разрядные МП 16–разрядные микроконтроллеры помимо повышенной разрядности обрабатываемых данных характеризуются: 1. более высокой производительностью 2. расширенной системой команд и способов адресации; 3. увеличенным набором регистров и объемом адресуемой памяти; 4. возможностью расширения объема памяти программ и данных до нескольких мегабайт путем подключения внешних микросхем памяти; 5. программной совместимостью с 8–разрядными микроконтроллерами и другими возможностями. |