представляет двоичное число, содержащее код операции, а также коды адресов исходных данных и конечного результата. Устройства, предназначенные для хранения и" считывания микрокоманд, реализуются на БИС ПЗУ и ППЗУ. Изменение выполнения операций ведет к смене микропрограммы, что позволяет применять один и тот же тип микропроцессорного комплекта (МПК) для построения различных вычислительных устройств.

Для считывания каждой команды требуется обращение к ПЗУ, поэтому быстродействие МП с микропрограммным управлением ниже быстродействия МП с фиксированным набором команд.

Элементы МП (операционные устройства, управляемая память и др.) могут размещаться в одной микросхеме. Так построены отечественные МПК серий КР580 и КР1810. Использование таких МП упрощает построение вычислительных устройств, облегчает их программирование, однако сопровождается значительным сокращением их быстродействия.

Для повыщения быстродействия и универсальности МПС выполняются по модульному принципу, в соответствии с которым микропроцессорное устройство выполняется из функциональных модулей. Модульный принцип построения МПС позволяет за счет выбора необходимых модулей создавать микропроцессорные устройства различного назначения.

МПС отличается от остальных изделий вычислительной техники тем, что они реализуются на одной или нескольких БИС. При современном развитии технологии максимальная площадь кристалла БИС не превышает 50 мм2. Такая небольшая площадь приводит к тому, что для построения микропроцессорных устройств приходится использовать несколько БИС, поэтому современные МПК состоят из нескольких десятков БИС различного назначения. Разрядность микропроцессорных БИС обычно равна 4, 8 и реже 16, необходимая разрядность микропроцессорных устройств реализуется за счет объединения нескольких БИС. Микропроцессорные БИС с ограниченным числом разрядов называют секционными. Подобные МП БИС являются основной элементной базой микропроцессорных устройств, применяемых в РЭА и системах РА. В секционных МП управляющее устройство строится по принципу микропрограммного управления, что позволяет составлять микропрограммы с учетом специфики решаемых алгоритмов.

На рис. 10.43 показана структурная схема микропроцессорного устройства, в котором данные с устройств ввода обрабатываются в МП и результаты выдаются на устройства вывода. Ввод данных осуществляется устройствами ввода-вывода (УВВ). Кроме МП и УВВ в сос-

Шина. адреса

Контролер обмена

Шина данных

Контролер ПДП

Шина управления

Рис. 10.43. Структурная схема МПУ

тав микропроцессорного устройства входят следующие устройства: ОЗУ и ПЗУ, предназначенные для хранения и выдачи по запросам команд программы различных данных; контроллеры, обеспечивающие обмен данными между УВВ с МП и устройствами памяти. Информационный поток в микропроцессорном устройстве поступает на щи- ны данных, адресов и управления.

В процессе работы МП выдает на шину адреса код ячейки памяти, в которой хранится очередная команда, обеспечивая ее считывание под действием сигналов с шины управления. Запрошенные команды через шину дан- ; ных поступают в МП, где расшифровываются, после чего ] МП приступает к их выполнению. После выполнения те- ; кущей команды на шину адреса выдается адрес следующей команды и процесс повторяется.

Устройства УВВ подключаются к шине данных через контроллер, который управляет процессом обмена данных. Различают следующие способы обмена данными: программно-управляемый, с прерыванием и прямым доступом к блоку памяти. В первый способ моменты обмена

данными известны заранее, поэтому на этапе программирования в соответствующих местах программы располагаются команды, обеспечивающие обмен.

При втором способе моменты обмена определяются УВВ. В этом случае УВВ подает сигнал в МП и переводит его в режим прерывания, в котором МП прекращает выполнение основной программы и начинает осуществлять программу прерывания, обеспечивающую обмен данными. После выполнения обмена данными МП возвращается к выполнению основной прораммы.

Описанные два способа обмена связаны с потерями процессорного времени. От этого недостатка свободен третий способ обмена прямой доступ к блоку памяти (ПДП). Организация такого обмена осуществляется контроллером ПДП, которому микропроцессор передает управление щинами для непосредственного обмена данными между блоком памяти и УВВ. После окончания обмена данными контроллер ПДП передает управление шинами МП, связь которого с шинами восстанавливается и выполнение программы продолжается.

Для описания различных МПК БИС используются следующие основные характеристики [18]:

1) число специализированных БИС в комплекте, определяющее функциональные возможности комплекта при минимальном использовании микросхем малой и средней интеграции;

2) число шин, которое обычно не превышает трех (с уменьшением числа шин быстродействие БИС снижается) ;

3) число регистров общего назначения, характеризующее емкость сверхоперативной памяти (их число - 2- 16). С увеличением числа регистров уменьшается число обращений к запоминающим устройствам, в результате чего повышается быстродействие выполнения микропрограммы;

4) число уровней прерывания, определяет число внешних устройств, с которыми может обмениваться данными МП;

5) число буферных регистров ввода-вывода, увеличение которого приводит к уменьшению длительности выполнения микрокоманды, упрощает микропроцессорное устройство.

В настоящее время промышленностью освоен выпуск различных МПК. Для использования в РЭА и системах РА наибольший интерес представляют МПК серий