Амалиёт машғулоти №1 микропроцессор тизимининг умумий тузилиш принциплари ва параметрларини таҳлил этиш

АМАЛИЁТ МАШҒУЛОТИ № 1
МИКРОПРОЦЕССОР ТИЗИМИНИНГ УМУМИЙ ТУЗИЛИШ ПРИНЦИПЛАРИ ВА ПАРАМЕТРЛАРИНИ ТАҲЛИЛ ЭТИШ




Топшириқ:
Берилган кодларни бир саноқ тизимидан иккинчи саноқ тизимига ўтказинг.

Вариант	Иккиликдан ўнликга ва тескариси	Ўнталикдан иккиталикга	Ўн олтиликдан иккиликга
1	1100,1101 1111,11101 235,70	45,86 71,33	45A2 488,12
2	110,0 0010 11001,10010 341,15	23,58 42,31	14EE 371,13
3	1101,1010 1101,111010	23,64 0,214	35BC 285,14
4	1011,1001 10111,11001	59,84 32,54	385BC 292,14
5	1010,1010 10101,11010	65,42 55,26	252D9 1123,15
6	1111,1111 1111,111101	10,23 25,42	241AF 425,34
7	1111,0010 1111000010	2560 0,456	ABCD
8	1001 1001 1001001001	7520	54D3
9	1010 1100 1011101100	4560	84AC
10	1001 1010 1001001010	1254	72FA
11	1101 1101 11010101101	2358	35FB
12	1011 1011 1011001011	456	6AC5
13	1001 1101 1001001101	1254	DA61
14	1101 1011 1101001011	5896	2AA9
15	1101 1101 1101001101	2145	67FC

АМАЛИЙ МАШҒУЛОТ № 2.
МИКРОПРОЦЕССОР ТИЗИМИНИ ТАҚДИМ ЭТИШ САТҲЛАРИ



Расм-1. 8-разрядли белгисиз иккилик кодининг формати

Расм-2. Хотиранинг иккита ячейкаларида ёзилган 16-разрядли белгисиз иккилик кодининг формати

Расм-3. Хотиранинг учта ячейкаларида ёзилган 24-разрядли белгисиз иккилик кодининг формати

Расм-4. Кўп разрядли сонни қўшиш
Топшириқ: Вариантга биноан сонларни иккилик кодига ўтказинг ва разряд бўйича жойлаштиринг.

Вариант	Ўнликдан иккиликга ўтказинг
1	23451 34567
2	76383 34115
3	33456 434655
4	77436 347822
5	457625 736545
6	243665 345633
7	463252 65543
8	24532 23536
9	14654 56432
10	17456 155554
11	12356 87546
12	101145 101426
13	10345 101137
14	118787 12231
15	18724 112197

АМАЛИЁТ МАШҒУЛОТИ № 3.
МИКРОПРОЦЕССОР ТИЗИМИДА ЮЗАГА КЕЛАДИГАН БУЗИЛИШ, ХАТОЛИКЛАР, ДЕФЕКТЛАРНИ ТАҲЛИЛ ЭТИШ

Микропроцессор тизимининг ҳаёт циклининг учта асосий босқичи мавжуд: лойиҳалаш, ишлаб чиқариш ва ишлатиш. Микропроцессор тизимини иш шароитида ушлаб туриш учун унинг ҳаёт тсиклининг ҳар бир босқичининг ўзига хос хусусиятларини ҳам, бошқариш объекти сифатида МПС хусусиятларини ҳам ҳисобга олиш керак.

Аввало, биз рақамли ҳисоблаш мосламаларини бошқариш ва диагностикаси билан боғлиқ баъзи бир асосий тушунчаларни кўриб чиқамиз.
Объектнинг тўғри ишлашини текшириш тартиби бошқарув ёки синов деб номланади. Бошқариш натижасида объектнинг яхши ҳолатда эканлиги аниқланади. Агар объект нотўғри ҳолатда бўлса, унда муаммоларни бартараф этиш муаммоси - диагностика пайдо бўлади. Топилган хатоларни бартараф этиш жараёни диск раскадровка деб аталади.
Келинг, биринчи навбатда МП ЛСИ ва микропроцессор тизимининг бошқариш объекти сифатида хусусиятларини кўриб чиқамиз, бу эса мониторинг ва муаммоларни бартараф этиш тартибини мураккаблаштиради.
1. ЛСИнинг юқори мураккаблиги. Электронни тўлиқ текшириш унинг барча мумкин бўлган шароитларда ишлашини таъминлаши керак.
Мумкин бўлган ҳолатлар сони ички хотира элементлари сонига қараб белгиланади. Масалан, фақат битта чипли микроконтролрнинг регистр хотирасини олсак (32 регистр, ҳар бири 8 бит), биз 2256 ҳолатни оламиз. 100 МГтс частотали уларни тўлиқ рўйхатга олиш тахминан 1067 йил давом этади! Шубҳасиз, ушбу параметр қабул қилиниши мумкин эмас ва ҳеч қачон амалда бажарилмайди. Бинобарин, ҳар қандай МП ЛСИда носозликлар бўлиши мумкин. Ушбу вазиятда энг ёқимсиз нарса шундаки, бу носозликлар муваффақиятсизликлар характерида бўлади, яъни улар фақат ЛСИ ичидаги маълум бир комбинатсия билан пайдо бўлади ва шунинг учун уларни аниқлаш жуда қийин.
Ушбу турдаги энг машҳур хато, бу 1993 йилда чиқарилган Пентиум микропротсессорининг сузувчи нуқта протсессоридаги хато. Бу баъзи операндлар учун бўлиниш операциясининг нотўғри бажарилишида (ўнли касрдан кейинги 8-касрдаги хато) ўзини намоён қилди. Хато фақатгина бўлинувчида кетма-кет 5 дан 10 гача биттасига биттадан бит бит битилган бўлса. Бунга тақсимлаш алгоритмини микрокод бажарилишидаги нуқсонлар сабаб бўлди. Хатони аниқлаш эҳтимоли тўққиз миллиондан биттасида баҳоланган ва унга дуч келиш эҳтимоли 27000 йилда 1 марта бўлган. Аммо, шунга қарамай, Интел талабга биноан барча нуқсонли протсессорларни алмаштириш, табиий равишда катта ёъқотишларга олиб келиш ғоясига кирди.Аналогичная ошибка была Микропротсессор тизимининг ҳаёт тсиклининг учта асосий босқичи мавжуд: лойиҳалаш, ишлаб чиқариш ва ишлатиш. Микропротсессор тизимини иш шароитида ушлаб туриш учун унинг ҳаёт тсиклининг ҳар бир босқичининг ўзига хос хусусиятларини ҳам, бошқариш объекти сифатида МПС хусусиятларини ҳам ҳисобга олиш керак.
Аввало, биз рақамли ҳисоблаш мосламаларини бошқариш ва диагностикаси билан боғлиқ баъзи бир асосий тушунчаларни кўриб чиқамиз.
Объектнинг тўғри ишлашини текшириш тартиби бошқарув ёки синов деб номланади. Бошқариш натижасида объектнинг яхши ҳолатда эканлиги аниқланади. Агар объект нотўғри ҳолатда бўлса, унда муаммоларни бартараф этиш муаммоси - диагностика пайдо бўлади. Топилган хатоларни бартараф этиш жараёни диск раскадровка деб аталади.
Келинг, биринчи навбатда МП ЛСИ ва микропротсессор тизимининг бошқариш объекти сифатида хусусиятларини кўриб чиқамиз, бу эса мониторинг ва муаммоларни бартараф этиш тартибини мураккаблаштиради.
1. ЛСИнинг юқори мураккаблиги. Электронни тўлиқ текшириш унинг барча мумкин бўлган шароитларда ишлашини таъминлаши керак.
Мумкин бўлган ҳолатлар сони ички хотира элементлари сонига қараб белгиланади. Масалан, фақат битта чипли микроконтролрнинг регистр хотирасини олсак (32 регистр, ҳар бири 8 бит), биз 2256 ҳолатни оламиз. 100 МГтс частотали уларни тўлиқ рўйхатга олиш тахминан 1067 йил давом этади! Шубҳасиз, ушбу параметр қабул қилиниши мумкин эмас ва ҳеч қачон амалда бажарилмайди. Бинобарин, ҳар қандай МП ЛСИда носозликлар бўлиши мумкин. Ушбу вазиятда энг ёқимсиз нарса шундаки, бу носозликлар муваффақиятсизликлар характерида бўлади, яъни улар фақат ЛСИ ичидаги маълум бир комбинатсия билан пайдо бўлади ва шунинг учун уларни аниқлаш жуда қийин.
Ушбу турдаги энг машҳур хато, бу 1993 йилда чиқарилган Пентиум микропротсессорининг сузувчи нуқта протсессоридаги хато. Бу баъзи операндлар учун бўлиниш операциясининг нотўғри бажарилишида (ўнли касрдан кейинги 8-касрдаги хато) ўзини намоён қилди. Хато фақатгина бўлинувчида кетма-кет 5 дан 10 гача биттасига биттадан бит бит битилган бўлса. Бунга тақсимлаш алгоритмини микрокод бажарилишидаги нуқсонлар сабаб бўлди. Хатони аниқлаш эҳтимоли тўққиз миллиондан биттасида баҳоланган ва унга дуч келиш эҳтимоли 27000 йилда 1 марта бўлган. Аммо, шунга қарамай, Интел талабга биноан барча нуқсонли протсессорларни алмаштириш, табиий равишда катта ёъқотишларга олиб келиш ғоясига кирди. назначения. В то же время одни ва бир хил функтсиялар турли ЛСИларда тақсимланади. Масалан, узилишлар билан ишлаш микропротсессорнинг ўзи ва чипсет схемаларининг бир қисми бўлган устувор узилишларни бошқариш воситаси томонидан амалга оширилади, бу эса ўз навбатида кўплаб бошқа функтсияларни бажаради. Шунинг учун микропротсессор тизимида маълум бир функтсияни бажарилишини текшириш унинг барча таркибий даврларининг ишлашига таъсир қилади ва хизмат кўрсатилаётган ходимларнинг малакасига юқори талабларни қўяди.
1. Кўп сонли кўп битли автобусларнинг ҳолатини бир вақтнинг ўзида кузатиб бориш зарурати. Микропротсессор тизимининг таркибий қисмлари ўртасидаги ўзаро боғлиқлик амалга ошириладиган автобусларнинг умумий бит кенглиги жуда катта. Аммо асосий муаммо нафақат сигналларни таҳлил қилиш учун зарур бўлган нуқталар сони. Уларнинг хатти-ҳаракатларини оддий рўйхатдан ўтказиш носозлик жойини ва хусусиятини аниқлаш учун жуда кам ёрдам беради.
Сигнални рўйхатдан ўтказиш ва таҳлил қилиш одатда муҳим вақт оралиғида ва камдан-кам учрайдиган ва бир марталик ҳодисалар билан боғлиқ ҳолда талаб қилинади. Мониторинг жараёнида идентификатсиялаш зарур бўлган бундай ҳодисалар қаторига МПС автобусларида сигналларнинг белгиланган комбинатсияларининг пайдо бўлиши ва ҳаттоки бундай комбинатсияларнинг белгиланган кетма-кетлигининг пайдо бўлиши киради: аниқ маълумотларни ёзиш учун аниқ манзилга мурожаат қилиш, маълум бир турдаги узилиш сўров сигналининг кўриниши ёки ҳатто шовқин сигналининг пайдо бўлиши. Бундай вазият юзага келганда, аввалги бир нечта шомил ва кўрсатилган ҳодисадан кейин бир нечта шомил пайтида шиналар ҳолатини таҳлил қилиш ва шунинг учун олдиндан ёдлаш керак. Шу билан бирга, битта чипли микроконтроллер ва ДСП-ларга асосланган МПС учун бу муаммо шунчалик кескин эмас, чунки тизимнинг аксарият функтсиялари ушбу микропротсессорларнинг ички воситалари ёрдамида амалга оширилади. Шунинг учун бундай тизимларда периферик микросхемалар оз сонли бўлиб, улар билан микропротсессор ўртасидаги алмашинув кўпинча кетма-кет интерфейслар орқали амалга оширилади.
2. МПСни ташкил этадиган схемаларнинг юқори тезликда ишлаши, бу жуда юқори тезликда бошқариш ускуналарини талаб қилади. Замонавий ЛСИларнинг ишлаш частоталари бир неча гигагертсга этади. Шу билан бирга, масалан, ҳар қандай сигнални алмаштириш фактини аниқлаш учун, кузатув ускунасининг частотаси камида икки баравар юқори бўлиши керак.
3. Микропротсессор тизимининг автобусларини ташкил этиш. МПСни қуришнинг магистрал модул принтсипи магистралдаги маълумот бузилиш манбасини аниқлашни қийинлаштиради. Нотўғри
Маълумотни РАМдан микропротсессорга ўқиш, ушбу иккита қурилманинг бирортаси ишдан чиқишига эмас, балки ушбу жараёнга мутлақо бегона бўлган электроннинг нотўғри ишлашига олиб келиши мумкин, унда унинг чиқиши умумий чизиқнинг сатрларидан бирини доимий равишда асослайди.
Мониторинг ва диск раскадровка жараёнида мавжуд бўлган қийинчиликлар билан бир қаторда микропротсессор тизими ушбу жараённи осонлаштирадиган бир қатор афзалликларга эга.
1. Ўз-ўзини бошқариш қобилияти, яъни МТ нинг нисбатан кичик дастур таъсирида жуда катта синов кетма-кетликларини яратиш қобилияти. Бундай ҳолда, тарғибот усули қўлланилади. Биринчидан, МПС-нинг синхронизатсияси диск раскадровка қилинади ва микропротсессордан ва кичик хотирадан маълум бир ядро яратилади. Хотирага дастур ёзилади, у микропротсессор бошқаруви остида бутун оператив хотирани бошқариш учун тестларни ишлаб чиқаради, сўнгра янги хотира блоклари уланганда микропротсессор тизимининг бошқа тугунлари учун.
2. Микропротсессорнинг маълумотни мантиқий қайта ишлаш қобилияти, бу қўшимча ускунани ишлатмасдан синовдан ўтган тугунларнинг жавобларини мос ёзувлар билан таққослаш имконини беради. Шу билан бирга, назорат ва синов ускуналари томонидан қайд этилиши керак бўлган маълумотлар миқдори сезиларли даражада камаяди ва олинган маълумотларнинг бутун таҳлили (масалан, қабул қилинган реактсияларни мос ёзувлар билан таққослаш) МП томонидан амалга оширилади. ўзи, бу нафақат нотўғри ишлашнинг хусусиятини аниқлай олмайди, балки баъзида унинг аниқ жойлашишини ҳам кўрсатади.
3. Барча МПС тугунларининг дастурий таъминоти микропротсессорга уларга синов таъсирини ўтказишга, ушбу таъсирларга реактсияларни қабул қилишга ва таҳлил қилишга имкон беради.
4. Синов ва диагностика дастурларини тузишда ишлаб чиқувчи бошқарув ускуналари учун янги дастурлаш тили билан эмас, балки микропротсессорнинг одатий дастурлаш воситалари билан шуғулланади.
5. МПС-нинг муҳим хусусияти, бошқа рақамли тизимлар сингари, электр сигналларининг стандарт тасвири. Бу нуқта ҳолатини бошқаришни соддалаштиришга имкон беради ва уни фақатгина ушбу ҳолат 0 ёки 1 сигнал зонасига тегишли эканлигини аниқлаш учун камайтиради. Аналог қийматларни - импулснинг олдинги давомийлиги, сигнал амплитудасини, ва бошқалар - фақат электроннинг электрон қисмларидан бири бўлса.