нг. Маматкулов М 13S-20. Ozbekiston Respublikasi Oliy talim, fan va innovatsiyalar vazirligi
 Скачать 1.98 Mb.
|
|
O‘zbekiston Respublikasi Oliy ta’lim, FAN VA INNOVATSIYALAR vazirligi Islom Karimov nomidagi toshkent davlat texnika universiteti “Elektronika va avtomatika» fakulteti “Ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirish» kafedrasi  “ Avtomatlashtirishning mkroprotsessorli vositalari” fanidan “ Markaziy protsessorlarning umumlashtirilgan sxemasi va asosiy amallar blokining vazifalari” mavzusida MUSTAQIL ISH
Toshkent – 2023 yil Режа: Кириш ……………………………………………………………………….3 1. Микропроцессор нима ? …………………………………………………..4 2. Микопроцессор ривожланиш тарихи ва тузлиши……………………..5 3. МПли бошқариш системасининг умумлаштирилган структураси…8 4. Асосий амаллар блокининг вазифалари………………………………..10 Хулоса………………………………………………………………………..12 Фойдаланилган адабиетлар руйхати…………………………………….13 Кириш Микропроцессорларнинг пайдо бўлиши ва жадал суръатларда ривожланиши микро ЭҲМ ва улар асосидаги тизимларнинг яратилиши, ҳисоблаш техникаси (ҲТ) воситаларини ишлаб чиқариш, микроэлектрон технологияларни яратиш борасидаги ютуқлар эвазига амалга оширилди. Ярим ўтказгичлар электроникаси ютуқлари унинг кристалларида ўндан юз минггача транзисторлар компонентларарини жойлаштириш зичлигига эга бўлган катта ва жуда катта интеграл схемаларнинг пайдо бўлишига олиб келди. Ушбу схемалардан фойдаланиш рақамли тизимлардан фойдаланиш самарадорлигини сезиларли даражада ошириш, уларнинг ишончлилигини, габарит улчамларини минимал даражага кичрайтириш, оғирлигини камайтириш, истеъмол қуввати ва таннархини камайтириш имкониятини берди. Охирги 20 йил давомида ЭҲМ ларнинг ишлаш тезлиги 6-7 марта, тезкор (оператив) хотира ҳажми эса 5-6 мартага ошди. Микропроцессор тизимларининг (МПТ) ривожланиши эса Яна ҳам тезкор ҳисобланади. Катта интеграл схемаларнинг микропроцессор тўпламларининг биринчи авлоди чиқариш ҳажми катта бўлган конкрет тизимларда қўллашга мўлжалланган муракаб структурали модуллар тўплами шаклида бўлган. Кейинги тўпламлар эса микродастурлаш тамойили эвазига муаммоли йўналишларда қўллаш имконияти пайдо бўлгандан кейин кенг қўлланила бошлади. Интеграллаш технологияси жуда тез ривожланиб борди. Катта интеграл схемаларда элементар функционал элементларининг нархи ҳар 10 йилда 103-104 мартагача камайиб бормоқда, элементар функциялар бажарилиш нархи йилига икки мартага камайиб бормоқда. Микропроцессор, микроЭҲМлар ва улар асосида яратилган тизимлар икки хил йўналишда қўлланилмоқда: - анъанавий (ҲТ воситалари учун), - ноанъанавий (мураккаб қурилмали тузилмалар ўрнига, автоматиканинг турли дискрет операцияларида). ХХ асрнинг 70-80 йилларида микропроцессор техникаси соҳасидаги сезиларли ютуқлар анъанавий ЭҲМ ларга қараганда катта тезкорлик ва истиқболга эга бўлган мультимикропроцессор тизимларининг (ММПТ) пайдо бўлиши ва ривожланишига олиб келди, булар эса ўз навбатида замонавий Фан-техника тараққиѐтига катта ижобий таъсир кўрсатди. ММПТ иш унумдорлигининг ўта юқорилиги фан-техниканинг нейрокомпьютинг ва робототехника, радио ва гидролокация, ахборот-алоқа, геофизика, сигналларга рақамли ишлов бериш ва бошқа бир қатор муҳим соҳаларда катта ютуқларга эришиш имконини берди. Микропроцессор нима? Микропроцессор ѐки оддий процессор ҳар қандай микропроцессор тизимининг ядроси ҳисобланади (инглизча prosessor сўзидан). Ушбу сўзни ўзбек тилига таржима қилганда кўпроқ «қайта ишловчи» маъносини беради, шунга кўра микропроцессор – микропроцессор тизими ичидаги барча маълумотни қайта ишлайдиган қисм, блок ҳисобланади. МП қолган қисмлари эса фақат ѐрдамчи вазифаларни бажаради, яъни: маълумотни сақлаш (жумладан бошқарувчи маълумотни ѐки дастурни), ташқи қурилмалар ва фойдаланувчи билан алоқа. Процессор анъанавий рақамли тизимнинг ҳолатларида лозим бўладиган барча «мураккаб мантиқ»ни амалда алмаштиради. У арифметик фнукцияларни (қўшиш, кўпайтириш ва ҳ.х.), мантиқий функцияларни (силжиш, таққослаш, кодларни ниқоблаш ва б.), кодларни вақтинчалик сақлаш (ички регистрларда), МП узеллари орасида кодларни узатиш ва бошқа кўпгина функцияларни амалга оширади.  Лекин бунда процессор ўзининг барча операцияларини кетма-кет бажаришини ҳисоб олиш керак, яъни навбат билан бирининг изидан бошқаси. Албатта, баъзи бир операцяларни параллел бажарувчи процессорлар ҳам мавжуд. Яна шундай ҳолатлар ҳам мавжудки, бунда бир неча процессор бир масала устида параллел ишлайди., лекин бу жуда камдан-кам учрайди. Шундай қилиб, микропроцессор кўплаб операцияларни бажаришга қодир қурилма ҳисобланади. Лекин у маълум вақтда қайси операцияни бажариш кераклигини қаердан билади? Худди шу вазифани бошқарувчи маълумот, яъни дастур бажаради. Дастур бу командалар тўплами (инструкция) ѐки рақамли кодлар кўринишида бўлиб, процессор бу кодларни дешифрлаб (шифрни очиб) нима қилиш кераклигини аниқлайди. Дастур бошидан охиригача одам томонидан, яъни дастурчи томонидан тузилиб, процессор бу дастурни оддий бажарувчиси сифатида намоѐн бўлади.  Шунинг учун процессорни мия билан таққослаш ва тенглаштириш унчалик ҳам тўғри бўлмайди. У шунчаки инсон томонидан тузилган дастур алгоритмини бажарувчиси ҳисобланади. Бу алгоритмлардан ҳар қандай четга чиқиш процессорнинг ѐки МПТ нинг қайсидир бошқа қисмлари носозлигидан келиб чиқади. Микопроцессор ривожланиш тарихи ва тузлиши Замонавий жиҳозлар микопроцессор деб аталувчи махсус электрон схема асосида ишлайди. Баъзида уни чипдаги компьютер деб ҳам аташади. Замонавий микопроцессор – бу махсус технологиялар бўйича стерил шароитларда яратилган кремний бўлагидир. Микопроцессорнинг ривожланиш тарихи дастлаб ярим ўтказгичларнинг ихтиро қилиниши ва қўлланилишига бориб тақалади. Кейин ярим ўтказгичлар асосида транзисторлар яратилди. Фан техника ривожланиши билан рақамли қурилмалар ва транзисторлар асосида интеграл схемаларнинг яратилиб қўлланишини бошлаши – бажариш минимал харажатлар ва вақтда муаммоларни ҳал қилишга эришишга имкон берди. Кўпчилик микопроцессорлар регистр деб аталувчи махсус ички хотира соҳасига эга бўлади. Регистрларда ҳамма ўзгаришлар ва ҳисоблашлар амалга оширилади.  Масалан, 2 та сони қўшиш учун, биринчиси аввал регистрга жойлашади, кейин бошқаси қўшилади ва йиғиндиси регистр ичида қолади. Микопроцессордаги харакатланиб юрган сигналлар ўзида рақамли импульслар тўпланишини намойиш этади. Уларнинг кўчиб ўтиши деярли бир вақтда-бир қанча ўтказгичлар бўйича параллел амалга ошади. Бундай импульсларнинг ҳар бир тўплами микопроцессорнинг функциясини амалга оширувчи алоҳида командани кўрсатади. Амалга оширилаѐтган функциянинг тўлиқ тўплами ва уларнинг номи МП микродастури кўплиги деб аталади. Микропроцессор кремнийининг ички структураси у ҳар бир кирим сигналида нима қилишини аниқлайди. Натижада компьютер дастури микропроцессор учун унинг техник таъминоти қаторига киради. Бу дастур микопроцессор учун микрокод деб аталади. Микопроцессорлар ички хотира ва рақамли битларнинг бирга ишлашида қандайдир йўл билан кирувчи маълумотни олиши ва олинган натижани узатиш керак. Бундан ташқари микопроцессорга қайсидир йўл билан маълумотларнинг ташқи хотиранинг қаерида сақланаѐтганини аниқлаши керак. Бу мақсадда адреслаш сигналидан фойдаланади. Ўз номидан маълумки, у зарур бўлган маълумотни жойлашиш ўрнини аниқлаш учун ишлатилади. Микопроцессорлар ўзидаги мавжуд ресурснинг жойлашиш тартибига қараб фарқланади. Микопроцессор нафақат регистлар сонига кўра балки уларнинг ўлчамларига кўра ҳам фарқланади. Регистрлар вақт бирлигида бажарадиган битлар сони билан тавсифланади. Масалан 16 байтли учун 16-байт ўлчамдаги 1 ѐки уни кўпроқ регистрлар зарур. Микропроцессор ривожланиш тарихи – бу шина кенглиги ва регистрлар ўлчамининг ошиши тарихидир. Микопроцессор ҳар янги авлодида регистрлар ўлчами янада ошаяпти ва адрес шинаси янада кенгроқ бўляпти. Энг биринчи микопроцессор 1971 йилда Intel Corporation фирмаси томонидан ишлаб чиқилган. Бу тўрт битли 4004 микропроцессор эди. Ушбу 4 битлар математик ҳисобларлашларни бажариш учун барча рақамлар ва символларни кодлашга имкон беради. Микопроцессор рақамдан ташқари сўзларни ҳам тушуниши учун ундаги регистрлар ўлчамини ошириш керак эди. 6 битдан фойдаланиш ҳамма кичик ва катта ҳарфларни ва рақамларни фарқлаш имкониятини берди. Лекин бунда бошқарувчи сигналлар ва пунктуация белгиларини кодлаб бўлмайди. Натижада 1972 йилда 8 битли микопроцессор Intel 8008 пайдо бўлди. Ривожланиш натижасида ҳозирги кунда юксак технологияли микопроцессор ва улар асосида микопроцессор техникаси ишлаб чиқилди.  МПли бошқариш системасининг умумлаштирилган структураси. Ажратилган шинали МП схемаси.  Умумий шинали МП схемаси.  М/А-умумлаштирилган маълумотлар ва адреслар чикишлари.  МПли бошқариш системасининг умумлаштирилган структураси   Умумий шинали МП схемаси.  Асосий амаллар блокининг вазифалари. Микропроцессор таркибига арифметик – мантиқий қурилма, бошқариш қурилмаси ва ички регистрлар блоки киради. МП тизимларга жорий қилиниши аналогли усулларни рақамли усуллар томонидан сиқиб чиқарилганлиги билан изоҳланади, бу уларнинг мультиплексорларда, кодларни ўзгартирувчи, хатоларни назорат қилувчи қурилмаларда, узатиш ва қабул қилиш қурилмаларининг бошқариш блокларида кенг кўламда қўлланилишига олиб келди.  Арифметик- мантиқий қурилма- силжувчи регистрлар ва опера-- ларни вақтинчалик сақлайдиган регистрлар тезлаштирилган ўтиш схемаларига эга --- сумметрдан тузилган. Одатда бу қурилма бир қанча оддий операцияларни бажаради: қўшиш, айриш, силжиш, кўчириш, мантиқий қўшиш (ЁКИ) мантиқий кўпайтириш (ВА). Бошқариш қурилмаси – командаларнинг бажарилиш жараѐнида ички регистрлар ва АЛУ ишини бошқаради. Командани ташкил этувчи операция кодига мос равишда у МП бошқариш блокларининг ички сигналларини шакллантиради. Ички регистрлар блоки - имкониятларни кенгайтириб, МП ички хотираси бўлиб хизмат қилади ҳамда команда ва маълумотларни вақтинчалик сақлаш учун хизмат қилади. 5-расмда бир кристалли микопроцессор бирмунча тўлиқроқ структура схемаси кўрсатилган. Бу ерда ички регистрлар блоки умумий қўлланиладиган регистрлар ва махсус регистрлардан иборат: регистр- аккумулятор, адреснинг оралиқ регистри, маълумотларнинг оралиқ регистри, команда ҳисоблагичи, стек, аломатлар ҳисоблагичи. Маълумотлар блокларини тезкор киритиш-чиқариш ва микропроцессорларни киритиш-чиқариш операцияларини бошқаришдан ажратишда хотирага бевосита мурожаат қилишдан фойдаланилади. Бошкариш курилмаси машинани ҳамма блокларига керакли вақтда аниқ бошқариш сигналларини шакллантиради ва узатади (бошқарувчи импулсларни), бу сигналлар бажарилаётган амал хусусияти ва олдинги амаллар натижалари билан белгиланади; бажарилаётган амал ишлатадиган хотира ячейкалари адресларини шакллантиради ва бу адресларни ЕҲМ ни мос блокларига узатади; бошқариш қурилмаси импулсларнинг таянчли кетма-кетлигини тактли импулслар генераторидан олади. Бошқаришнинг махсус электрон блокларида (адаптерлари ва контроллерларида) амалга оширилади. Бу блоклар орқали периферия қурилмалари умумий шинага уланади. Унификация МПТ ларнинг бир қанча серияларида кенг тарқалган.  5-расм. Бир кристалли МП структура схемаси. Хулоса Ишлаб чиқариш жараѐнларини автоматлаштириш техника тараққиѐтининг асосий йўналишларидан бири бўлиб, ишлаб чиқариш самарадорлигини тинимсиз ошириш ва маҳсулот сифатини юқори даражаларга кўтариш учун хизмат қиладиган омил ҳисобланади. Ишлаб чиқариш жараѐнларини автоматлаштириш иборасининг изоҳли луғатда «энергия, материаллар, маълумотларни олиш, мақсадга мувофиқ ўзгартириш, узатиш жараѐнларида одамни қисман ѐки тўла иштирок этишдан озод қиладиган техник воситалар, иқтисодий-математик методлар ҳамда бошқариш тизимларини ишлаб чиқаришда қўллаш» деб таърифланиши фан-техника тараққиѐтининг бу соҳаси жуда катта иқтисодий ва ижтимоий моҳиятларга эга эканлигини кўрсатади. У ижтимоий ишлаб чиқаришнинг самарадорлигини ва иқтисодий ривожланишнинг асосий кўрсаткичи бўлмиш ишлаб чиқариш самарадорлигининг узлуксиз ошишини таъминлайди; жисмоний ҳамда ақлий меҳнат билан шуғулланувчилар орасидаги тавофутни аста-секин йўқолишига олиб келади. Ишлаб чиқариш жараѐнларининг иш унумдорлиги ва маҳсулот сифатини ошириш йўлларидан бири электрон ҳисоблаш машиналари, робот ва компьютер техникаси билан жиҳозланган ишлаб чиқаришни автоматлаштиришдир. Халқ хўжалигининг асосий тармоқларида, жумладан озиқ-овқат ҳамда кимѐ саноатида алоҳида машина, агрегат механизмларни автоматлаштиришдан цех, технологик бўлим ва заводларни тўлиқ автоматлаштиришга ўтилаяпти. Натижада технологик жараѐнларнинг бошқаришни автоматлаштирилган системалари, корхоналарнинг бошқаришни автоматлаштирилган системалари ҳамда тўлиқ тармоқларни бошқаришнинг автоматлаштирилган системалари яратилмоқда.   Фойдаланилган адабиетлар руйхати 1. Абдулханова, М. Технологии производства материалов и изделий и автоматизац ия технологических процессов на предприятиях дорожного строительства: учебное пособие / М. Абдулханова, В.А. Воробьев. — М.: Солон-пресс, 2016. — 564 c. 2. Безменов, В.С. Автоматизация процессов дозирования жидкостей в условиях малых производств / В.С. Безменов, В.А. Ефремов, В.В. Руднев. — М.: Ленанд, 2017. — 216 c. 3. Безменов, В.С. Автоматизация процессов дозирования жидкостей в условиях малых производств / В.С. Безменов, В.А. Ефремов, В.В. Руднев. — Вологда: Инфра-Инженерия, 2017. — 216 c. 4. Бородин, И.Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления (ССУЗ) / И.Ф. Бородин. — М.: КолосС, 2006. — 352 c. 5. Брюханов, В.Н. Автоматизация производства. / В.Н. Брюханов. — М.: Высшая школа, 2016. — 367 c. 6. Александров, В.А. Электронные и микропроцессорные системы управления автомобилей: Уч. Пособие / В.А. Александров, С.Ф. Козьмин, Н.Р. Шоль и др. - СПб.: Лань, 2012. - 624 c. 7. Баев, Б.П. Микропроцессорные системы бытовой техники / Б.П. Баев. - М.: ГЛТ, 2012. - 480 c. 8. Баев, Б.П. Микропроцессорные системы бытовой техники: Учебник для вузов / Б.П. Баев. - М.: ГЛТ , 2012. - 480 c. 9. Барабанов, Ю.А. Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики распределительных сетей / Ю.А. Барабанов. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. - 172 c. 10. Батоврин, В.К. LabVIEW: практикум по электронике и микропроцессорной технике: Учебное пособие / В.К. Батоврин, А.С. Бессонов, В.В. Мошкин. - М.: ДМК, 2014. - 182 c. |