Đang tải... (xem toàn văn)
Giới thiệu cơ bản về bộ vi xử lí và khái quát ban ddaaauf với môn học vi xử lí ở đại học sfdsgrgfszsgshstgdfsshfgfdzzgfdgfcvcxbgdzfbdfbfngnb dfdzgrhysfhfhsfatrhhtrhtsthfdhdshsBjksbjj iuh ư iewuh iuwe LÌ ALERU U IUI EH F HIURHAOI ERIOHFFOIH ÔIAioiiger reuihir
1/6/2020 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC BỘ VI XỬ LÝ SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MỘT HỆ VI XỬ LÝ VI XỬ LÝ – VI ĐIỀU KHIỂN KIẾN TRÚC CỦA MỘT HỆ VI ĐIỀU KHIỂN 1 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.1 Sự Phát Triển Của Các Bộ Vi Xử Lý Thế hệ (1971 - 1973): Thế hệ (1974 - 1977): Đặc điểm chung vi xử lý hệ này: Đặc điểm chung vi xử lý hệ này: • Bus liệu: bit • Bus liệu: bit • Bus địa chỉ: 12 bit • Bus địa chỉ: 16 bit • Công nghệ chế tạo: PMOS • Công nghệ chế tạo: NMOS CMOS • Tốc độ thực lệnh: 10 60 às/lnh ã Tc thc hin lnh: – µs/lệnh fCLOCK = 0,1 – 0,8 MHz Một số vi xử lý đặc trưng cho hệ này: fCLOCK = – MHz Một số vi xử lý đặc trưng cho hệ này: • 4040 (Intel) • 6800/6809 (Motorola) • PPS-4 (Rockwell International) • 8080/8085 (Intel) 2 1/6/2020 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.1 Sự Phát Triển Của Các Bộ Vi Xử Lý Thế hệ (1978 - 1982): Thế hệ (1983 - nay): Đặc điểm chung vi xử lý hệ này: Đặc điểm chung vi xử lý hệ này: • Bus liệu: 16 bit • Bus liệu: 32 - 64 bit • Bus địa chỉ: 20 - 24 bit • Bus địa chỉ: 32 bit • Cơng nghệ chế tạo: HMOS • Cơng nghệ chế tạo: HCMOS • Tốc độ thực lệnh: 0,1 às/lnh ã Tc thc hin lnh: 0,01 – 0,1 µs với fCLOCK = – 10 MHz Một số vi xử lý đặc trưng cho hệ này: fCLOCK = 20 – 100 MHz Một số vi xử lý đặc trưng cho hệ này: • 68000 / 68010 (Motorola) • 68020 / 68030 / 68040 / 68060 (Motorola) • 8086 / 80186 / 80286 (Intel), … • 80386 /80486 / Pentium (Intel), … 3 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2 Sơ Đồ Khối Hệ Vi Xử Lý Bus địa Đơn vị xử lý trung tâm Bus liệu (Central Processing Unit) Bus điều khiển Bộ nhớ đọc (Read Only Memory) Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (Random Access Memory) Mạch điện giao tiếp (Interface Circuitry) Các thiết bị ngoại vi (thiết bị nhập – xuất) (Peripheral Devices (Input - Output)) 1/6/2020 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2 Sơ Đồ Khối Hệ Vi Xử Lý 1.2.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM ❖ CPU đóng vai trị chủ đạo hệ vi xử lý: • Quản lý tất hoạt động hệ • Thực tất thao tác liệu ❖ Khi hoạt động, CPU thực thao tác sau: • Đọc mã lệnh (dưới dạng bit bit từ nhớ) • Giải mã lệnh (thành dãy xung điều khiển tương ứng với thao tác lệnh) • Thực lênh (thông qua việc điều khiển khối khác thực bước thao tác đó) (ALU) CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM ❖Thao tác đọc mã lệnh (nạp mã lệnh): - Nội dung ghi PC CPU đưa lên bus địa (1) - Tín hiệu điều khiển đọc (Read) chuyển sang trạng thái tích cực (2) - Mã lệnh (Opcode) từ nhớ đưa lên bus liệu (3) - Mã lệnh chuyển vào ghi IR CPU (4) - Nội dung ghi PC tăng lên đơn vị để chuẩn bị tìm nạp lệnh từ nhớ 1/6/2020 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM ❖Thao tác giải mã – thực lệnh: ▪ Mã lệnh từ ghi IR đưa vào đơn vị giải mã lệnh điều khiển ▪ Đơn vị giải mã lệnh điều khiển thực giải mã opcode tạo tín hiệu để điều khiển việc xuất nhập liệu ALU ghi (Registers) ▪ Căn tín hiệu điều khiển này, ALU thực thao tác xác định Một chuỗi lệnh (Opcode) kết hợp lại với để thực công việc có ý nghĩa gọi chương trình (Program) hay phần mềm (Software) CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM MAR-Memory Address Register MDR-Memory Data Register Acc-Accumulator 1/6/2020 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2.2 BỘ NHỚ BÁN DẪN ❖ Bộ nhớ bán dẫn dùng để lưu chương trình liệu ❖ Bộ nhớ bán dẫn hệ vi xử lý gồm: • ROM: (Read Only Memory): nhớ đọc, thông tin ROM không bị nguồn điện cung cấp cho ROM khơng cịn ROM thường dung để lưu giữ chương trình điều khiển hoạt động toàn hệ thống liệu quan trọng • RAM: (Random Access Memory): nhớ truy xuất ngẫu nhiên (bộ nhớ ghi đọc), thông tin RAM bị nguồn điện cung cấp cho RAM khơng cịn.Bộ nhớ RAM thường sử dụng để lưu liệu, phần chương trình điều khiển hệ thống, ứng dụng kết tính tốn CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2.2 BỘ NHỚ BÁN DẪN ❖ Dung lượng nhớ bán dẫn liên quan đến số bit địa Dung lượng = 𝑁 ( N số bít địa chỉ) 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 Ví dụ1: Bộ nhớ bán dẫn bit có 10 đường địa Cho biết dung lượng nhớ bao nhiêu? N = 10 → Dung lượng = 210 = 1024 Byte = KB Ví dụ2: Bộ nhớ bán dẫn bit có 16 đường địa Cho biết dung lượng nhớ bao nhiêu? N = 10 → Dung lượng = 210 = 1024 Byte = KB 10 1/6/2020 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2.3 HỆ THỐNG BUS ❖ Bus địa (Address bus): - Để chuyển tải thông tin bit địa - Là loại bus chiều (CPU MEM hay I/O) - Để xác định ô nhớ thiết bị ngoại vi mà CPU cần trao đổi thông tin ❖ Bus liệu (Data bus): - Để chuyển tải thông tin bit liệu - Là loại bus chiều (CPU MEM hay I/O) - Để xác định số bit liệu mà CPU có khả xử lý lúc ❖ Bus điều khiển (Control bus): - Để chuyển tải thông tin bit điều khiển (mỗi đường dây tín hiệu điều khiển khác nhau) - Là loại bus chiều (CPU MEM-I/O MEM-I/O CPU) - Để điều khiển khối khác hệ nhận tín hiệu điều khiển từ khối để phối hợp hoạt động 11 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.3 VI XỬ LÝ – VI ĐIỀU KHIỂN Để phân biệt vi xử lý vi điều khiển ta dựa yếu tố sau: 12 1/6/2020 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.4 KIẾN TRÚC CỦA MỘT HỆ VI ĐIỀU KHIỂN 13 ... gọi chương trình (Program) hay phần mềm (Software) CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM MAR-Memory Address Register MDR-Memory Data Register Acc-Accumulator 1/6/2020 CHƯƠNG... để lưu chương trình liệu ❖ Bộ nhớ bán dẫn hệ vi xử lý gồm: • ROM: (Read Only Memory): nhớ đọc, thông tin ROM không bị nguồn điện cung cấp cho ROM khơng cịn ROM thường dung để lưu giữ chương trình... cung cấp cho RAM khơng cịn.Bộ nhớ RAM thường sử dụng để lưu liệu, phần chương trình điều khiển hệ thống, ứng dụng kết tính tốn CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI XỬ LÝ 1.2.2 BỘ NHỚ BÁN DẪN ❖ Dung lượng