Шина данных работает в режиме двунаправленной передачи. Это означает, что по ней можно передавать слова в обоих направлениях, но, разумеется, не одновременно: требуется применение специальных буферных схем и мультиплексного режима обмена данными между микропроцессором и внешней памятью. Мультиплексный режим, иногда называемый многоточечным режимом, — режим одновременного использования канала передачи большим числом абонентов с разделением во времени средств управления обменом.

Мультиплексором называют устройство, которое выбирает данные от одного, двух или более входных информационных каналов и подает эти данные на свой выход. По схемному решению он представляет совокупность логических элементов И-ИЛИ, управляемых распределителем импульсов. Мультиплексоры могут входить в состав микропроцессора. Они также выпускаются в виде отдельных БИС.

Противоположную мультиплексору функцию выполняет демультиплексор – устройство, которое подает данные, подводимые к его входу, на один или более выходных информационных каналов.

52. Детальная структурная схема микропроцессора.

Для выполнения какой-либо из операций, подается два байта с данными на разные входы АЛУ. Результат операции указанных двух байтов передается с выхода АЛУ через внутреннюю шину данных в аккумулятор. Это одноадресная организация микропроцессора микро-ЭВМ. Для нее характерно то, что один из операндов, участвующих в обработке, всегда находится в аккумуляторе, адрес которого известен. К АЛУ подключены регистр признаков, предназначенный для хранения и анализа признаков результата операции, и схема десятичной коррекции, позволяющая проводить обработку данных в двоично-десятичном коде. В правой нижней части рисунка 7.7 изображены восемь РОН, а также указатель стека, счетчик команд и буферный регистр адреса. Первые два РОН—регистры W и Z—предназначены для кратковременного хранения данных во время выполнения команды, остальные шесть РОН — регистры В, С, D, Е, Н и L — служат ячейками внутренней памяти, называемой часто сверхоперативным запоминающим устройством (СОЗУ). В них хранятся операнды, подлежащие обработке в АЛУ, результаты обработки данных, выполненной АЛУ, и управляющие слова. В каждом регистре помещается один байт. Обращение к РОН — адресное. Обмен информацией между регистрами и другими блоками микропроцессора производится через внутреннюю шину данных, причем передача команд и передача данных разделены во времени. Связь с внешней шиной данных осуществляется через буферный регистр данных.

53. Типовая структура микропроцессорной системы. Характеристика основных узлов-модулей.

Генератор тактовых импульсов - источник последовательности прямоугольных импульсов, с помощью которых осуществляется управление событиями во времени. Он задает цикл команды - интервал времени, необходимый для считывания выборки команды из памяти и ее исполнения. Цикл команды состоит из определенной последовательности элементарных действий, называемых состояниями (тактами). Для некоторых микропроцессоров не требуется внешний генератор тактовых импульсов: он содержится непосредственно в схеме однокристального микропроцессора.

Основная память системы состоит из ПЗУ и ОЗУ. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — это устройство, в котором хранится программа. Содержимое ПЗУ не может быть стерто. Оно используется как память программы, составленной заранее изготовителем в соответствии с требованиями ее пользователей. Из ПЗУ можно только выбирать хранимые там слова, но нельзя вносить новые, стирать и заменять записанные слова другими. Чтобы осуществить иную программу, необходимо применить другое ПЗУ или его часть. Помимо ПЗУ используются также ППЗУ и РППЗУ. Программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) отличается от ПЗУ тем, что пользователь может самостоятельно запрограммировать ПЗУ (ввести в него программу), с помощью специального устройства — программатора, но только один раз (после введения программы. содержимое памяти уже нельзя изменить). Репрограммируемое постоянное запоминающее устройство (РППЗУ), называемое также стираемым ПЗУ, имеет такую особенность: хранимая информация может стираться несколько раз. РППЗУ допускает перепрограммирование, осуществляемое с помощью программатора. Это облегчает исправление обнаруженных ошибок и позволяет изменять содержимое памяти. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), которое иначе называют запоминающим устройством с произвольной выборкой (ЗУПД) или произвольным доступом (ЗУПД), служит памятью данных, подлежащих обработке, и результатов вычислений, а в некоторых микропроцессорных системах — также программ, которые часто меняются. Его характерное свойство заключается в том, что время, требуемое для доступа к любой из ячеек памяти, не зависит от адреса этой ячейки. ОЗУ допускает как запись, так и считывание слов. Следует иметь в виду, что информация, содержащаяся в ОЗУ, исчезает, стирается, если прерывается напряжение питания. Под интерфейсом понимают совокупность электрических, механических и программных средств, позволяющих соединять модули системы между собой и с периферийными устройствами. Его составными частями служат аппаратные средства для обмена данными между узлами и программные средства — протокол, описывающий процедуру взаимодействия модулей при обмене данными. Интерфейс микропроцессорной системы относится к машинным интерфейсам.