Sərbəst iş Fakultə: Mühəndislik İxtisas: İnformasiya texnologiyaları Qrup: 23 Kurs: Fənn: Mikroprosessorlar

4.MR sisteminin strukturu və işləməsi

Müasir mikroelektronikada və hesablama texnikasında mikroprosessor (MP) termini ən dəbdə olandır. MP-nin qeyri-adi populyarlığı onların yaranması ilə həyatımızın müxtəlif sferalarına hesablama texnikasının tətbiqinə gətirib çıxar-mışdır. MP-nin universallığı onların istehsalının daha da artmasına və deməçli onların qiymətinin ucuzlaşması, işlədicilərin artmasına səbəb olur.

MP bir və ya bir neçə BİS/İBİS qurulmuş proqramla idarə olunan qurğudur, informasiyanın emalı və idarə edilməsi proseslərini yerinə yetirir. Həll olunan mə-sələ MP proqramla təyin olunur, MP sistemin strukturu dəyişməz qalır ki, bu da onun universallığını müəyyənləşdirir.

Mikro-EHM tərkibinə birgə işləmə üçün yararlı BİS-İBİS toplusu mikro-prosessor komplekti (MPK) adlanır. MPK anlayışı mikrosxemlərin birgə təətbiqi nöqteyi-nəzərdən onların nomenklaturasını verir (arxitektura üzrə uzlaşma, elek-trik parametrləri, konstruktiv göstəricilər və s.). MPK-nın tərkibinə müxtəlif se-riyalı mikrosxemlər daxil edilə bilər.

Mikroprosessor sistemi (MPS) verilmiş proqramın yerinə yetirilmə prosesini təşkil edir və ən müxtəlif məsələlərin həlli verilmiş MP-yə məxssu əmrlər ardıcıl-lığının yerinə yetirilməsilə aparılır. Emaledici və ya idarəetmə sistemləri dhə MPS-ə daxildir.

MPS-in strukturu praktiki olaraq həmişə magistral modullu olur. Belə struk-turda müxtəlif modullar (bloklar) qoşulan bir sıra magistral (şina) qrupları olur. Bu modullar öz aralarında zamana bölünmə rejimində növbə ilə informasiya mü-badiləsinə malikdir. «Şina» termini xətlər (dövrələr) toplusuna aiddir, onların sayı şinanın mərtəbələr sayı ilə təyin olunur. MPS-in üç şinalı strukturu tipikdir: ÜS-ünvan şini, VŞ-verilənlər şini, İS-ida-rəetmə şini. Bu terminlər ingilis dilində AB (adress bus); DB9 (daat bus); CB (control bus).

Şəkildə multipleksorlanan ünvan/verilənlər şinasına malik MP-li MP sisteminin strukturu göstərilmişdir (məsələn, k182BM85A MP-li).

A_15-8 xətləri ünvan xətləri olub, onun vasitəsilə sistemə 16 mərtəbəli ünvanın yuxarı baytı ötürülür. Bu şinaya İR82 bufer registrinin həmişə açıq EN icazə girişi üzrə formalayıcı qoyulmuşdur. Formalayıcı xarici dörələrlə yaradılan yükdə şina-nın işini təmin edir. Bir qayda olaraq MP-nin çıxışlarının özünün yüklənmə xü-susiyyəti olmur. AD_7-0 xətti multipleksorlanır, onlar əvvəlcə ünvanın kiçik baytını ötürür və onun göstəricisi ALE (Adress Latch enable) siqnalı olub bu baytı İP82 registrinə yükləyir.

Registr yükləndikdən sonra ALE siqnalı qurtarır və registrin tərkibi prosessorun növbəti işləmə dövründə yeni yükləməyə qədər dəyişməz qalır. Bununla 16 mər-təbəli A_15-0 ünvan tərkibli ünvan şinası hasil edilir. Bu ünvan sabit (RAM) yaddaş bloklarında istifadə edilir. Verilənlərin giriş və çıxış portlarının ünvanlaşdırılması səkkiz mərtəbəli ünvan tələb edir. bu isə hər bir tipin 256 portlardan çox olma-yaraq işləmə imkanına uyğundur.

Portların ünvanı ünvan şinasının istənilən yarısından götürülə bilər (misal kimi götürülən MP-də portun ünvanlanması zamanı hər iki ünvan yarımşinasının və-ziyyəti təkrarlanır). Ünvan kiçik baytın ötürülməsindən sonra AD_7-0 şinası veri-lənlərin ötürülməsinə keçir. Bu ötürmələr iki istiqamətlidir, istiqamət T (tranzit) siqnalından asılı olaraq verilənlər buferi ilə qoyulur. RD (read) oxunuş siqnalının aktiv vəziyyətində verilənlər sağdan-sola, passiv vəziyyətində isə əks soldan sağa ötürülür.

Verilənlər şinasına MPS-in bütün modullarının informasiya çıxışları qo-şulur.X1, X2 çıxışları MP-də yerləşən takt generatorunun tezliyini verən kvars re-zonatoru və ya digər konturlaroın qoşulmasına xidmət edir. sistemin tak-tlaşdırılması kvarsın və ya digər konturların rezonans tezliyinin yarısına bərabər tezlikdə aparılır. Çünki generator tezliyi iki dəfə azaldan triggerə işləyir. RESİN girişi MP-ni ilkin vəziyyətə qaytaran asinxron sıfıra qaytarma girişidir. L-aktiv siqnaldır. Sıfıra qaytarma K açarının qapanması ilə aparılır və U_ss qidalandırılması qoşulan zaman avtomatik baş verir. Bu halda RC dövrəsi hesabına RESİN giri-şindəki gərginlik tədricən artır və qoşulmadan sonra müəyyən zaman ərzində al-çaq (aşağı astana) səviyyədə olur ki, bu da RESİN siqnalının verilməsi deməkdir.

Proqram yerinə yetirərkən MP əmrləri ardıcıl emal edir, əmr götürülən əməliy-yatı tapşırır və burada iştirak edəen poerandlar haqqında məlumatlara malik olur. Əmr alındıqdan sonra onun şifrələnməsi aparılır və yerinə yetirilmə gedişində MP yaddaşdan və ya xarici qurğulardan zəruri tapşırıqlar alır. Yaddaş yuvaları vəç xarici qurğular (portlar) proqramda ünvan adlanan nömrələrlə işarə olunur.

Biristiqamətli ünvan şinaları üzrə MP mübadilə aparılan obyekti təyin edən ün-vanı göndərir. Verilənlər şinası iki istiqamətli üzrə sistemin modulları (bloklar) ilə verilənlərin mübadiləsi aparılır, idarəetmə şinası üzrə idarəedici infor-masiyanın mübadiləsi aparılır.

Sabit yaddaş qurusu (SYQ; ROM) qeyd edilmiş proqram və verilənləri yad-daşda saxlayır, o enerqoasılı deyil və qida gərginliyi kəsildikdə informasiyanı itir-mir. Operativ yaddaş qurğusu (OYQ; RAM) operativ verilənləri (dəyişən proq-ramlar, hesablamaların aralıq nəticələri və s.) yaddaşda saxlayır və enerqoasılı olub, qidalandırma kəsildikdə informasiyanı itirir. Sistemin işçi vəziyyətə gətiril-məsi üçün qida gərginliyi qoşulduqdan sonra OYQ zərrui informasiya ilə yük-lənir.

Giriş-çıxış qurğuları və ya xarici qurğular – verilənlərin MP xaricində və ya yaddaşın MP-dən, ya da xarici qurğudan ötürülməsi üçün texniki vasitələrdir. Xa-rici qurğuların qoşulması üçün onların siqnalları söz formaları, ötürülmə sürətlər və s. MP-nin qəbul edəcəyi standart şəklə gətirilməsi zəruridir. Bunu xüsusi adap-ter (giriş-çıxış interfeys blokları) adlanan bloklarla yerinə yetirilir. Qeyd edək ki, interfeys sistemin modulları arasında mübadilə proseslərin unifikasiya edən apa-rat və proqram vasitələrinin toplusudur.

Şəkildə sistemin modulları geniş mənalı göstərilmişdir. Burada qeyd olunmuş bloklardan başqa sistemin tərkibində əsasən adapterlərdən daha mürəkkəb olan xarici qurğularla idarəetmə blokları – kontroller daxildir. İlk növbədə onlara kəsil-mələr və yaddaşa birbaşa müraciət kontrollerləri aiddir. Həmçinin klaviatura, dis-pley, diskli yaddaş və s. kontrollerləri də vardır.

Kəsilmələr kontrolleri xarici qurğudan sorğu xidməti üçün yerinə yetirilən proq-ramın kəsilmələr (müvəqqəti saxlanılma) rejimində xarici qurğularla müba-didəsini təmin edir.

Yaddaşa birbaşa müraciət kontrollerləri MP-nin iştirakı olmadan xarici qurğu-larla yaddaş arasında birbaşa rabitə rejimini təmin edir. MP vasitəsilə mübadilənin idarə edilməsi zamanı xarici qurğularla yaddaş arasında verilənlərin ötürülməsi iki mərhələdə baş verir: əvvəlcə verilənlər MP-yə qəbul olunur, son­radan veri-lənlərin qəbuledicisinə köçürülür. Yaddaşa birbaşa müraciət rejimində MP sistemin şinalarından ayrılır və idarəetməni birbaşa kontrollerinə ötürür.

Verilənlərin ötürülməsi isə bir mərhələdə – mənbədən qəbulediciyə bila­vasi­tə aparılır. MP sistemlərin tərkibinə həmçinin proqramlaşdırılan taymerlər daxil­dir ki, onlar zamanla (müddətlə) əlaqədar əməliyyatların aparılması üçün (intervallar, impuls ardcıllıqları və s.) müxtəlif siqnalları hasil edir.