Тема 16.
Диаграмма «процессор – память –
- устройства ввода/вывода».
Системные шины
Процессор (CPU) - электронное устройство, выполняющее
действия (операции, команды) согласно заданной программе.
CPU - Central Processing Unit
Процессор связан с необходимыми для его работы
устройствами - памятью и устройствами ввода/вывода
- с помощью шин.
Шина – совокупность проводников определённого назначения.
Шины бывают параллельные и последовательные, а также,
совмещенные или специфического действия.
Для своей работы процессору необходимо хранить свои данные,
а также считывать команды программы. Для этого
микропроцессор соединен с устройством памяти с помощью
шины данных (DATA BUS). Простые процессоры пользуются
8-битными шинами данных. Более продвинутые и мощные
процессоры имеют 64 и более битов данных в шине.
Количество проводников в шине данных параллельного типа
всегда кратно 8. Шина данных служит для передачи данных
от процессора и к нему и является двусторонней,
на чтение и на запись.
Для того чтобы обращаться к строго желаемой ячейке
в устройствах памяти процессору служит шина адресов,
(ADRESS BUS). Шина адресов имеет столько проводников
сколько памяти требуется процессору, из расчета 2
в степени nА ячеек памяти, где nA – количество
проводников в шине адресов. Адресная шина –
шина адресов, в ней направление сигнала от процессора
к памяти ПЗУ, ОЗУ и устройствам ввода/вывода(I/O).
Помимо адресной шины и шины данных необходима также
шина контроля (CONTROL BUS), в которую входят сигналы:
R/W, OE, CS, а также другие сервисные сигналы.
Сигнал R/W (Read/Write) определяет направление данных на
шине данных. Read - к процессору, Write – от процессора.
Сигнал OE (Output Enable) сигнализирует внешним
устройствам, что им можно выдавать информацию
на шину данных.
Сигнал CS (Chip Select) идет к каждому отдельному
устройству, подключенному к процессору и находящемуся
на его шинах. Данный сигнал жестко связан с адресом
устройства, к которому обращается процессор.
Если процессор обращается к устройству памяти по его
адресу, автоматически активируется чип устройства с
помощью включающего сигнала Chip Select.
Кроме того, к шинt контроля (CONTROL BUS)
относятся такие сигналы:
BREQ – запрос от внешнего устройства
на пользование шиной
BGNT – процессор дает внешнему устройству
свое разрешение на пользование шиной
ACK – микросхема рапортует сигнал о выполнении
BERR – сигнал, который активен если процессор
обнаружил ошибку или сбой при выполнении
операции на шине
Помимо 3 основных шин в микропроцессорной системе
всегда присутствуют сигналы:
Reset (сброс);
Clock (тактовый сигнал);
Рельсы напряжения питания.
Шинами с процессором связаны следующие устройства:
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство.
Основная задача – хранить программный код,
который исполняет процессор. Это устройство
памяти энергонезависимое, то есть данные в нём
хранятся даже при отсутствии питания. После сигнала
сброса ПЗУ является первым устройством, к которому
обратится процессор, его адрес обычно 0.
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство.
Задача – хранить данные, обрабатываемые процессором
в процессе выполнения программы. Это энергозависимая
память, при отключении питания данные в ней пропадают.
Устройства ввода-вывода (I/O) – любые устройства,
с помощью которых происходит ввод или вывод данных
в систему процессор-память. Однако несмотря на
разнообразие таких устройств, со стороны системной шины
– все они – микросхемы типа «защёлка» (LATCH).
bermanalexandr@gmail.com
Телефон администратора этой странички: +7 9827458948.