Основные определения Электронная система любой электронный узел, блок, прибор или комплекс, производящий обработку информации. Задача это набор функций, выполнение которых требуется от электронной системы. Быстродействие это показатель скорости выполнения электронной системой ее функций. Гибкость это способность системы подстраиваться под различные задачи. Избыточность это показатель степени соответствия возможностей системы решаемой данной системой задаче. Интерфейс соглашение об обмене информацией, правила обмена информацией, подразумевающие электрическую, логическую и конструктивную совместимость устройств, участвующих в обмене. Другое название сопряжение

Электронная система

Системы на «жесткой логике» специализированная система никогда не имеет аппаратурной избыточности. специализированная система может обеспечить максимально высокое быстродействие, так как скорость выполнения алгоритмов обработки информации определяется в ней только быстродействием отдельных логических элементов и выбранной схемой путей прохождения информации. для каждой новой задачи ее надо проектировать и изготавливать заново Любая система на «жесткой логике» обязательно представляет собой специализированную систему, настроенную исключительно на одну задачу или (реже) на несколько близких, заранее известных задач ПлюсыМинусы

Программируемая (универсальная) электронная система

Системы на «жесткой логике» хороши там, где решаемая задача не меняется длительное время, требуется самое высокое быстродействие, алгоритмы обработки информации предельно просты Универсальные, программируемые системы хороши там, где часто меняются решаемые задачи, высокое быстродействие не слишком важно, алгоритмы обработки информации сложные

Информационные потоки в микропроцессорной системе

Пример структуры простейшего процессора

Структура связей в системе классическая шинная

Три типа выходов цифровых микросхем стандартный выход или выход с двумя состояниями (обозначается 2С, 2S, реже ТТЛ, TTL) выход с открытым коллектором (обозначается ОК, OC) выход с тремя состояниями или (что то же самое) с возможностью отключения (обозначается 3С, 3S)

Мультиплексированная линия Двунаправленная линия

Структура микропроцессорной системы

Режимы работы микропроцессорной системы Программный обмен информацией Обслуживание прерывания

Обслуживание ПДП Информационные потоки в режиме ПДП Режимы работы микропроцессорной системы

Архитектура микропроцессорных систем Архитектура с общей шиной данных и команд Архитектура с раздельными шинами данных и команд принстонская или фон-неймановская гарвардская

Достоинства и недостатки архитектурных решений Принстонская (фон- неймановская) плюсы -проще, не требует от процессора одновременного обслуживания двух шин, контроля обмена по двум шинам сразу -наличие единой памяти данных и команд позволяет гибко распределять ее объем между кодами данных и команд минусы -быстродействие ограничено последовательным характером передачи команд и данных по единой системной шине Гарвардская плюсы -обмен по обеим шинам является независимым, параллельным во времени, что обеспечивает более высокое быстродействие минусы -сложнее, заставляет процессор работать одновременно с двумя потоками кодов, обслуживать обмен по двум шинам одновременно -программа может размещаться только в памяти команд, данные только в памяти данных

Типы микропроцессорных систем микроконтроллеры наиболее простой тип микропроцессорных систем, в которых все или большинство узлов системы выполнены в виде одной микросхемы; контроллеры управляющие микропроцессорные системы, выполненные в виде отдельных модулей; микрокомпьютеры более мощные микропроцессорные системы с развитыми средствами сопряжения с внешними устройствами. компьютеры (в том числе персональные) самые мощные и наиболее универсальные микропроцессорные системы