Amaliy mashg`ulot №13

MIKROPROTSESSOR NIMA?
MP — bu funktsional tutallangan, programma orqali boshqariladigan qurilmadir. MP arifmetik logik qurilmadan, boshqaruvchi qurilmadan, ichki registrlar va interfeys vositalaridan (ALQ, BQ, registrlarni bir —biri bilan va tashqi apparatlar bilan bog`laydigan shinalardan) tuzilgan.
MP elektron elementlari yuqori integratsiyalangan bitta yoki bir qancha integral sxemada tayyorlangan qurilmadir.
MP tanlangan qator buyruqlar yordamida ma’lumotlarni arif­metik logik qayta ishlashini amalga oshiradi, xotira qurilmasiga kirish — chiqish va boshqa tashqi qurilmalarga murojaat qiladi (1 — rasm).
MP da "Mikro" so`zi protsessorning sxemasini yuqori integratsiyalanganligini bildiradi. MP oddiy protsessorlarga nisbatan narxining pastligi, energiyani kam iste’mol qilishi, yuqori darajada mustahkamligi bilan farq qiladi.



1-rasm. MP sistemasining soddalashtirilgan sxemasining ko`rinishi
Oddiy protsessorlar kichkina va o`rta darajadagi integratsiya — langan integral sxemalarda bajarilgan. Aniqroq qilib aytganda, MP bu programmalashtiriladigan yoki sozlanadigan KIS, yoki aniqrog`i mantiqiy funktsiyalari programmalashtiriladigan KIS. MP qiymatlarni boshqaraoladigan, ma’lumotlarni qayta ishlayo — ladigan va boshqa vazifalarni amalga oshiraoladigan qurilmadir. Shu tufayli u universal KISga aylandi.
Katta integral sxemali MPga xotira qurilmasi, interfeys va kirish— chiqishni. boshqaruvchi bir nechta almashuvchi platalardan biriga bitta yoki bir nechta KIS joylashtirib tutallangan boshqaruvchi qurilma yoki berilgan qiymatlarni qayta ishlaydigan kontroller olinadi.
Mikroprotsessorlar.
Mikroprotsessor Kompyuterning eng asosiy qurilmasi xisoblanadi. U asosiy arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni, xisoblash jarayonini bajaradi va Kompyuter barcha qurilmalarining ishini boshkaradi. (CPU – Central Processing Unit).
Markaziy protsessor uzida kuyidagilarni mujassamlashtirgan:
- arifmetik – mantiqiy qurilma;
- berilgan va adreslar shinasi;
- registrlar;
- buyruqlar xisoblagichi;
- KESh (juda tezkor xotira 8 – 512 KV);
- uzgaruvchi nuktali sonlar matematikasi soprotsessori.
Zamonaviy protsessorlar mikroprotsessor kurinishida ishlab chikiladi. Fizik jixatdan mikroprotsessor bir necha mm² da maydondan iborat kichkina tugri turtburchak shaklidagi kremniy kristalidan yasalgan kalinligi juda kichik bulgan plastinkadan iboratdir. Ushbu plastinka protsessorning barcha funktsiyalarini bajaradi. Kristall plastinka odatda plastmassa yoki keramikadan yasalgan yassi korpusga joylashadi va metall shtikerlarga oltin utkazgichlar bilan boglanadi. Xisoblash sistemasida bir necha parallel ishlaydigan protsessorlar bulishi mumkin. Bu sistemalar kup protsessorli deb ataladi. Eng birinchi mikroprotsessor 1971 yilda Intel (AKSh) firmasida ishlab chikarilgan va u mikroprotsessor – 4004 deb atalgan. Xozirgi paytda yuzlab xildagi mikroprotsessorlar ishlab chikarilgan lekin ularning eng mashxurlari Intel va AMD.
80386 Mikroprotsessori.
80386 mikroprotsessori bozorga aloxida yutuk bilan chikdi. U uzidan oldingi mikroprotsessorda yozilgan dasturiy ta’minotni kullovchi yagona 32 razryadli mikroprotsessor bulib xisoblanadi. 8086./88 dan 80286 gacha bulgan mikroprotsessorlarda yozilgan ixtiyoriy dastur bu mikroprotsessorlarda xech kiyinchiliksiz ukiladi. Shuningdek bu mikroprotsessorning bir necha yutugi uning kup amalligi, xotirani boshkarish qurilmasi, saxifalarga ajratilgan virtual xotira, dasturlar ximoyasi va ulkan adresli muxiti xisoblanadi.
80386 mikroprotsessor Intel firmasining ChMOS III texnologiyasi buyicha yaratilgan. ChMOS III texnologiyasi uz tarkibiga HMOS texnologiyasining tezkorligini va CMOS texnologiyasining butun kuvvatini kamrab oladi. 80386 mikroprotsessor MSDOS va UNIX operatsion tizimlarida ishlovchi dasturlarda bir – biridan utishini ta’minlaydi.
Mikroprotsessorning tuzilishi.

Boshqarish qurilmasi - funktsiyasi buyicha shaxsiy kompьyutening eng murakkab qurilmasi xisoblanadi. U mashinaning barcha bloklariga yetkaziladigan boshkarish signallari kayta ishlaydi.

Buyruqlar registori - buyruqlar kodi saklanadigan registor. Bu yerda bajariladigan operatsiya va operandlar manzili joylashadi. Buyruklar registori mikroprotsessorning interfeysli kismda joylashadi. U buyruqlar registri bloki deb ataladi.
Operatsiyalar deshifratori - ushbu mantiqiy blok buyruqlar registridan keladigan operatsiya kodiga mos chikish yo’lini tanlaydi.
Mikrodasturalrni doimiy saklash qurilmasi (PZU) - uz yacheykalarida boshkaruvi signallarni saklaydi. Ushbu impulьslar ShK bloklaridagi buladigan axborotni kayta ishlash operatsiyalarni boshkaradi. Impulьs operatsiyalar deshifratori tanlagan operatsiya kodiga muvofiq. Doimiy xotira qurilmasidan kerakli signallar ketma-ketligini ukib oladi.
Berilganlar, adreslar, instruktsiyalar kodli shinalar - mikroprotsessorning ichki shina kismi. Umuman olganda boshkarish qurilmasi quyidagi asosiy protseduralarni bajarish uchun kerakli signallarni yaratadi.
- Schyotchik-registrdan dasturning keyingi buyruqlari joylashgan operativ xotira yacheykalarini tanlash;

• 
  Operativ xotira yacheykalaridan keyingi buyruq kodini tanlash va buyruqlar registriga tanlangan buyruqni yuborish;
  
• 
  Operatsiya kodi va tanlangan buyruqni kayta shifrlash;
  
• 
  qayta shifrlangan kodga mos doimiy xotira yacheykalaridan boshkarish impulslarini o’qish va bloklarga yuborish;
  
• 
  buyruqlar registri va mikroprotsessor registrlaridan operandlarning tashkil etish adreslarini ukish;
  
• 
  operatsiya natijalarini xotiraga yozish;
  
• 
  dasturning keyingi buyrugi adresini aniklash;
  

Arifmetik mantiqiy qurilma
Arifmetik mantiqiy qurilma axborotni kayta ishlash jarayonida arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni bajarish uchun xizmat kiladi.
Arifmetik mantiqiy qurilma odatda ikkita registr summator va boshkarish sxemasidan tashkil topgan buladi.
Summator - xisoblash sxemasi, unga kelayotgan ikkilik kodlarini kushish amalini bajaradi.
Xotiraning tezkor yacheykalari - registrlar ikki xildagi uzunlikda:
1-registr 2 so’z razryadida
2-registr 1 so’z razryadida.
Operatsiya bajarilayotgan paytda 1 registrda 1 son joylashadi, operatsiya natija;
2- registrda 2 sonni kabul kiladi va boshka xech narsani kabul kila olmaydi.

1. 
   registr berilganning kodli shinasidan axborotni ukiydi va shu shinalar orkali uzatadi.
   

Boshkarish sxemasi kodli shinalardan boshkaruv signallarini kabul kiladi va ularni registr va summatorlarning ishini boshkaradigan signalga uzgartiradi.
Arifmetik mantiqiy qurilma arifmetik amallarni fakat butun ikkilik sonlari ustida bajaradi (+,*,/,-).
Xakikiy va unlikka utkazilgan sonlar bilan buladigan amallar fakatgina matematik soprotsessor yoki maxsus dasturlar yordamida amalga oshiriladi.
Mikroprotsessorli xotira.
Mikroprotsessorli xotira - xajmi katta bulmagan, lekin uta yukori tezlikdagi xotira qurilmasi. Mikroprotsessorli xotiradan axborotni ukish yoki yozish vakti nanosekundlarda ifodalanadi. Mikroprotsessorli xotira kiska vaktda axborotni saklashga muljallangan. Mikroprotsessorli xotira mashinaning tezkorligini ta’minlash uchun ishlatiladi, chunki asosiy xotira xar doim xam yozish, saklash, kayta ishlash operatsiyalarini tez ishlaydigan mikroprotsessorning samarali ishlashini ta’minlamaydi.
Mikroprotsessorli xotira tezkor registrlardan tashkil topgan. Turli mikroprotsessorli xotiralarda registrlar soni xar xil buladi. Mikroprotsessor registrlari 2 ga bulinadi: maxsus va umumiy.
Maxsus registrlar turli xildagi adreslarni, shaxsiy Kompyuterning ish rejimlarini, amallarni bajarish belgilarini saklaydi.
Umumiy registrlar universal xisoblanadi va ixtiyoriy axborotni saklay oladi. Lekin ularning ba’zilari kator protseduralar bajarilishi paytida ishlatilishi kerak.
Mikroprotsessorning interfeysli qismi.
Mikroprotsessorning interfeysli kismi shaxsiy Kompyuterning shinasi bilan mikroprotsessorning alokasini mosligini ta’minlash, shuningdek bajarilayotgan dasturning buyruqlarini analiz kilish va kabul kilish uchun ishlatiladi.
Interfeys kismi uz tarkibida mikroprotsessorning adreslar registri, adres yaratish tizimi, buyruqlar registri bloki, ichki mikroprotsessor interfeysli shinasi va shinalarni boshkarish sxemasi, kiritish-chikarish portlarini oladi.
Kiritish-chikarish portlari-shaxsiy Kompyuterning sistemali interfeysi tarkibiga kiradi. Bu portlar orkali boshka qurilmalar bilan axborot almashinishini ta’minlaydi.
Mikroprotsessorda xammasi bulib 65536 ta port bulishi mumkin. Xar bir port uz adresiga ega. Kurilma porti 2 ta xotira registri va aloka urnatuvchi apparatdan tashkil topgan. Bu qurilmalar ma’lumotlar va boshkaruv axborotlarni almashinishini ta’minlaydi. Ba’zi tashki qurilmalar katta xajmdagi axborotni saklash uchun asosiy xotirani ishlatadi. Kupgina standart qurilmalar uzlarining kiritish-chikarish portlariga egadirlar.
Shina va portlarni boshkarish sxemasi kuyidagi funktsiyalarni bajaradi:
- port adresini aniklash va boshkaruv xakidagi axborot kabul kilish;
- portdan uning xolati xakida axborot olish;
- sistema interfeysida port va kiritish-chikarish qurilmasi urtasidagi utish kanalini tashkillashtirish;
Registrlar