Дәріс.  i8085 микропроцессоры

 

12.1 Жалпы мәліметтер 

 Intel фирмасы ең бірінші   МП процессорын, содан соң олардың жанұяларының қатарын құрастырды және қазіргі уақытта әртүрлі бағалаулар бойынша  шығарылатын микропроцессорлардың жалпы  көлемінің  85-92%  өндіреді.

RISC - Reduced (Restricted) Instruction Set Computer – қысқартылған командалар жүйесі бар процессорлар.  Бұл процессорлардың көбінесе әмбебап қолданыстағы біртекті регистрлер жиыны болады, сонымен қатар олардың саны көп болуы мүмкін. Командалар жүйесі салыстырмалы қарапайымдылығымен ерекшеленеді, қолданылу реті кодтары тіркелген ұзындығы бар нақты құрылымға ие. Нәтижесінде осындай архитектураны жүзеге асыру аздаған шығындар мен декодирлеуге және минималды шегінде   осы инструкцияларды ең аз синхронизациялау тактілерінің саны бойынша орындауға мүмкіндік береді.

CISC - Complete Instruction Set Computer - х86 жанұялары да жататын толық инструкциялар жиыны бар процессорлер (компьютерлер). Олардың регистрлерінің құрамы мен қызметі біртекті емес, командалардың кең жиыны инструкциялардың декодирленуін қиындатады, осыған байланысты аппараттық ресурстар шығындалады.  Инструкцияларды орындауға арналаған тактілер саны артады. х86 процессорлары дүние жүзіндегі ең күрделі командаларға ие. х86 процессорлар жанұясындағы С486 бастап аралас архитектура қолданылады. CISC-процессоры RISC-ядросына ие.

Есептеу процесін ұйымдастырудың келесі тәсілдерін бөлуге болады.

- командалардың бір ағыны – мәліметтердің бір ағыны (Simple Instruction - Simple Data, SISD) – дәстүрлі фон-нейман архитектурасына сипатты (кейде  Simple орнына  Single жазылады);

- командалардың бір ағыны – мәліметтердің көптік ағыны (Simple Instruction - Multiple Data, SIMD) – MMX технологиясы;

- көп командалар ағыны – бір мәліметтер ағыны (Multiple Instruction - Simple Data, MISD);

- командалардың көп ағыны – мәліметтердің көп ағыны  (Multiple Instruction - Multiple Data, MIMD).

Процессор микросхемасы міндетті түрде үш шиналар шығысына ие болады: адрес шинасы, мәліметтер шинасы және басқару шиналары. Кейде кейбір сигналдар және шиналар процессор микросхемалары шығысының азайту үшін мультиплексирленеді.

Процессордың негізгі сипаттамалары – оның мәліметтер шинасының разрядтар саны, оның адрес шинасындағы разрядтар саны және басқару шинасындағы басқарылатын сигналдар саны. Адрес шинасының разрядтылығы жүйенің шекті қиындығын анықтайды. Басқару желісінің саны ауысу режимінің әртүрлілігін және жүйенің басқа құрылғылармен процессор ауысуының тиімділігін анықтайды.

Негізгі үш шинаның сигналдары шығыстарынан басқа, процессор әрқашан сыртқы тактілік сигналды немесе кварцтік генераторды (CLK) қосу шығысына ие болады, яғни процессор тактілейтін құрылғы деген сөз. Процессордың тактілік жиілігі оның сыртқы емес, тек ішкі тез әсер етуін анықтайды.

Әрбір процессорда болатын сигнал – бұл алғашқы ауытқу RESET сигналы. Қоректендіру қосылғанда, авариялық жағдайда немесе процессордың тоқтап қалуында сигналдың  берілуі  процессордың тоқтап қалуы осы сигналды беру процессор инициализациясына әкеледі, оны бастапқы қосылу бағдарламасын орындауға кірісуге мәжбүр етеді.

Заманауи процессордың  қоректену шинасы әдетте бір кернеуге  (+5В немесе +3,3В) және ортақ сымға («жер») ие болады. Кейбір процессорларда төменгі энергия қоректендіру режимі қарастырылған.

Процессорды магистралға қосу үшін буферлік микросхемалар қолданылатын болса, сигналдардың демультиплексирленуі және магистрал сигналдарының электрлік буферленуі қолданылады. Процессордың шина бойынша және жүйелік магистраль бойынша ауысу хаттамалары кейде өзара сәйкес келмейді, онда буферлік микросхемалар хаттамаларды бір-бірімен сәйкестендіреді. Кейде микропроцессорлық жүйеде бірнеше магистралдар (жүйелік және локальді) қолданылады, осы кезде магистралдың әрқайсысы үшінөзінің буферлік түйіні қолданылады. Мұндай құрылым мысалы, дербес компьютерлікке тән болып келеді.