3.6. Отличительные особенности однокристальных 16-разрядных микропроцессоров

1.1 Структура микропроцессорных систем управления
1.2 Структура микропроцессорного контроллера
1.3 Структура микропроцессорных систем управления
1.4.1 Микропроцессорная система контроля параметров телевизора
1.4.2 Микропроцессорный стенд для проверки бытовых магнитофонов
1.4.3 Микропроцессорный влагомер текстильных материалов
1.4.4 Микропроцессорные системы в обслуживании автомобилей
1.5.1 Микропроцессорное управление цветным телевизором
1.5.2 Микропроцессорные средства управления бытовыми магнитофонами
1.5.3 Микропроцессорное управление бытовыми радиоприемными устройствами
1.5.4 Микропроцессорная система управления сушильным барабаном
1.5.2 Система управления электроприводом шлифовальной машины
1.5.6 Система управления сушкой древесины
3.5.1 Архитектура однокристального микропроцессора К580ВМ80А
3.5.2 Структура ядра микроконтроллера
3.6 Отличительные особенности однокристальных 16-разрядных микропроцессоров
4.1Типовые интерфейсы микропроцессорных систем

По функциональным возможностям однокристальные 8-разрядные микропроцессоры значительно уступают процессорам ЭВМ: ограниченная прямоадресуемая память, недостаточная разрядность данных, небольшое количество команд, отсутствие в системе команд операций умножения и деления и др. Эти недостатки микропроцессора существенно влияют на производительность микропроцессорной системы в целом. Расширение функциональных возможностей микропроцессора прямо связано с совершенствованием технологии их производства, обеспечивающей более плотную компоновку транзисторов на кристалле МП. В 16-разрядных МП при сохранении той же n-МОП технологии удалось увеличить до 30 тыс. транзисторных структур на кристалле, что позволило изменить архитектуру МП и расширить их функциональные возможности.
Кроме более плотной компоновки кристалла и повышения тактовой частоты, 16-разрядные микропроцессоры имеют ряд отличий, не использовавшихся в микропроцессорt предыдущих поколений:
1) увеличена разрядность шины адресов, что позволило увеличить адресное пространство прямоадрессуемой памяти до 1-7-16 Мбайт;
2) увеличена разрядность шины данных до 16 разрядов;
3) реализован принцип совмещения шины адреса и шины данных;
4) реализован конвейерный принцип выполнения команд;
5) расширены способы адресации и набор команд.
Рассмотрим более подробно отличительные особенности 16-разрядных микропроцессоров.

Совмещение шин адреса и данных
Увеличение разрядности шины данных и шины адресов связано с увеличением количества выводов корпусов БИС. Однако общая тенденция производства БИС заключается в стремлении уменьшить количество выводов, так как с их увеличением затраты на производство и стоимость БИС возрастают. Одним из возможных способов сокращения количества выводов является совмещение шины адреса и шины данных. Из диаграммы чтения данных (рис.3.17) видно, что данные выставляются на шину данных только в такте Т2, а в такте ТЗ они считываются. Значит, в такте Т1, когда на шину адреса выставляется адрес ячейки памяти, шина данных свободна. Следовательно, такт Т1 можно использовать для выдачи нескольких разрядов шины адреса. Если в 16-разрядном микропроцессоре общая разрядность ША должна быть равна 20 разрядам, то по ШД необходимо передать только 4 дополнительных разряда. Этот прием иллюстрируется рис. 3.18.


Рис. 3.18


Рис. 3.19

Выставленные на шину данных в Т1 младшие разряды ША должны быть записаны во внешний регистр для временного хранения на время протекания всего цикла чтения. Для управления записью в регистр микропроцессора должен сформировать стробирующий сигнал адреса ALE, по высокому уровню которого входные данные регистра (младшие разряды ША) передаются без изменения на его вход до тех пор, пока уровень ALE не станет низким. Далее старшие разряды ША объединяются с младшими, образуя 20-разрядную шину адресов (рис. 3.19). Нетрудно заметить, что изложенный принцип совмещения шин можно использовать для формирования общей шины адреса с большей разрядностью (за счет использования свободных разрядов ШУ), что обеспечит более высокий объем ША. Например, микропроцессор МС 68000 (фирма «Моторолла») имеет 24-разрядную шину адресов.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.