0_МПиИСТС_Все главы. Микропроцессоры и интерфейсные средства транспортных средств
 Скачать 10.01 Mb.
|
ПредисловиеС момента своего появления в начале 70-х годов 20-того века микропроцессоры (МП) превратились в основную элементную базу современной электронной аппаратуры различного назначения. По мере развития микропроцессоров в составе этого семейства выделились микроконтроллеры (МК), составляющие в настоящее время основную часть выпускаемых промышленностью микропроцессоров, и цифровые сигнальные процессоры, активно развивающиеся в последние годы. В рамках данной книги рассматриваются только основные вопросы, связанные с архитектурой и структурой микропроцессоров, принципами их функционирования, некоторыми моментами истории их развития и особенностями языков программирования. Более детальное рассмотрение архитектуры и ассемблеров некоторых моделей микропроцессоров обусловлено имеющейся лабораторной базой. Детальное рассмотрение отдельных вопросов, связанных с микропроцессорной техникой, можно найти в специальной литературе, где объем книги часто превышает 800-900 страниц, и других учебных пособиях автора, уже опубликованных или готовящихся к публикации. Автор считает своей приятной обязанностью вынести благодарность Тройкову С.М. за помощь в подготовке материала книги к печати. ВведениеСтремительное развитие микропроцессорной техники с середины ХХ и в начале ХХI веков характеризовалось быстрыми темпами замены традиционных цифровых систем на «жесткой логике» системами на основе микропроцессоров. Традиционная цифровая техника сохраняет свои позиции при разработке устройств, требующих максимального быстродействия, параллельной обработки входных сигналов, а также устройств с простейшими алгоритмами обработки информации. Однако и в этом сегменте устройств все большее применение находят программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), соединяющие возможность программирования структуры связей и отдельных функций с параллельной обработкой входных сигналов. В последние годы издано много книг, посвященных микропроцессорной технике, внутреннему устройству и функционированию микропроцессоров, микроконтроллеров, принципам организации обмена информацией и методам разработки микропроцессорных систем. Не всегда эти книги дают четкое представление об особенностях микропроцессорных систем по сравнению с цифровыми системами на «жесткой логике» или программируемых логических интегральных схемах, в результате выбор того или иного способа реализации разрабатываемого устройства происходит на интуитивном уровне с учетом опыта предшествующих разработок. Кроме этого, в значительном количестве книг, посвященных микропроцессорной технике, недостаточное внимание уделяется специфическим вопросам архитектуры и функционирования микропроцессоров. В результате в разрабатываемых микропроцессорных системах могут встретиться неэффективные аппаратные и программные решения. Предлагаемая книга посвящена основам микропроцессорной техники, ее базовым понятиям, принципам выбора и методам применения микропроцессоров. Для освоения материала книги необходимы, как минимум, начальные знание по системам счисления, кодам чисел и цифровой схемотехнике. Книгу ни в коем случае не следует рассматривать как энциклопедию по микропроцессорной технике или как справочник: в ней рассматриваются далеко не все семейства микроконтроллеров, получившие признание и широкое распространение в нашей стране, нет подробного описания существующих средств разработки микропроцессорных систем. Ее цель, скорее, состоит в том, чтобы научить студентов пользоваться справочной литературой и другими справочными материалами. Книга написана с учетом многолетнего личного опыта автора по разработке микропроцессорных систем различного назначения, а также на основе материала учебных курсов, читаемых автором, преподавателем кафедры автоматики, информатики и систем управления Московского государственного индустриального университета (МГИУ). Глава 1. Микропроцессор (МП), микропроцессорная система (МПС), основные понятия1.1 Определение микропроцессора, классификация МПМикропроцессор (МП) – цифровая интегральная схема, предназначенная для выполнения арифметических и логических операций, обработки информации под управлением программы, выполненная по технологии БИС или СБИС. Впервые микропроцессоры появились в 70-е годы 20 века в США, причем именно для решения задач управления, и разрядность их составляла 4 бита. Микропроцессорная система— это система, предназначенная для решения вычислительных задач, задач управления, измерения, контроля, диагностики, основным устройством обработки информации в которой является МП. В минимальный состав микропроцессорной системы должны входить:
Мультимикропроцессорная (или многопроцессорная) система— система, которая образуется объединением некоторого количества универсальных или специализированных МП, благодаря чему обеспечивается параллельная обработка информации и распределенное управление. Микропроцессоры классифицируют по таким признакам: функциональное назначение; количество БИС; разрядность; тип архитектуры. Классификация МП:
- микроконтроллеры (8-, 16- и 32-разрядные МК). В микроконтроллерах, в отличие от МП, присутствует память программ, значительно превышающая память данных; - цифровые процессоры сигналов (DSP, сигнальные процессоры), которые могут оперировать данными с фиксированной точкой (16, 24 разряда) или данными с плавающей точкой (32 разряда).  Рис.1.1 Классификация современных микропроцессоров по функциональному признаку
- однокристальные; - секционированные (с наращиваемой разрядностью и системой команд, разрабатываемой для эффективного решения определенного круга задач).
|