Программа для ЭВМ это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке
 Скачать 1.98 Mb.
|
8. Характеристики микропроцессоров.Архитектура МП ориентирована на достижение универсальности применения, высокой производительности и технологичности. Универсальность (возможность разнообразного применения) МП определяется их широкими функциональными возможностями и обеспечивается: • программным управлением, позволяющим производить программную настройку МП на выполнение определенных функций; • гибкой системой команд и разнообразием способов адресации; • магистрально-модульным принципом построения; • специальными аппаратно-логическими средствами: регистровая память, виртуальная память, многоуровневая система прерываний, прямой доступ к памяти и т.п. Относительно высокая производительность МП достигается использованием для их построения быстродействующих микросхем и специальных архитектурных решений, таких как регистровая память, кэш-память, конвейерная обработка, суперскалярная архитектура, предсказание переходов, механизм динамического выполнения команд и т.п. Технологичность микропроцессорных средств обеспечивается модульным принципом конструирования, который предполагает реализацию этих средств в виде набора функционально законченных микросхем, просто объединяемых в соответствующие устройства и системы. Кроме перечисленных выше трех основных особенностей, исключительно широкое применение МП в различных цифровых устройствах и системах обеспечивается также: • низкой стоимостью; • небольшими размерами; • малой мощностью потребления; • высокой надежностью и большой устойчивостью к неблагоприятным внешним воздействиям. МП характеризуется очень большим числом параметров и качеств, поскольку он, с одной стороны функционально является сложным программно-управляемым цифровым процессором, т.е. устройством ЭВМ, а с другой – интегральной микросхемой, т.е. электронным прибором. Поэтому для МП важны такие качества и параметры, как: • тип микроэлектронной технологии, проектные нормы и число слоев металлизации (проектные нормы определяют минимальные топологические размеры элементов, что, в свою очередь, определяет количество транзисторов, размещаемых на кристалле МП, и максимальную рабочую частоту МП); • количество кристаллов, образующих МП; • площадь кристалла и количество транзисторов на кристалле; • тип корпуса; • разрядность МП; • быстродействие МП (рабочая частота; число одновременно декодируемых инструкций; число команд, запускаемых на выполнение за один такт; время выполнения команд); • размер адресуемой памяти; • наличие и размер кэш-памяти; • наличие арифметического сопроцессора; • число входящих в микропроцессорный набор дополнительных микросхем и выполняемые ими функции; • система команд (количество команд, выполняемые операции, способы адресации, наличие команд обработки бит, чисел с плавающей запятой, десятичной арифметики); • форматы данных; • типы и число уровней прерывания; • возможность прямого доступа к памяти; • пропускная способность интерфейса ввода/вывода (частота и разрядность системной шины); • количество и уровни питающих напряжений; • требования к синхронизации; • параметры используемых сигналов; • потребляемая мощность; • помехоустойчивость; • нагрузочная способность; • надежность и т.д. Классификация микропроцессоров. Микропроцессоры делятся на отдельные классы в соответствии с их архитектурой, структурой и функциональным назначением. По числу кристаллов, образующих МП, различают микропроцессоры: • однокристальные с фиксированной разрядностью и системой команд; • многокристальные с фиксированной разрядностью и системой команд; • многокристальные с разрядно-модульной организацией (секционные микропрограммируемые). По назначению различают МП: • универсальные (общего назначения); • специализированные. По типу набора команд (по типу архитектуры набора команд) различают МП: • реализованные на базе архитектуры, называемой компьютером со сложным (полным, расширенным) набором команд (CISC – Complex Instruction Set Computer) – МП с CISC-архитектурой или CISC-микропроцессоры; • реализованные на базе архитектуры, называемой компьютером с сокращенным набором команд (RISC – Reduced Instruction Set Computer) – МП с RISC-архитектурой или RISC-микропроцессоры. По виду обрабатываемых входных сигналов различают МП: • цифровые; • аналоговые. По характеру временной организации работы различают МП: • синхронные; • асинхронные. |