Автоматика асослари ва микропроцессор техникаси

4-rasm. Asinxron sakkizli ikkilik deshifrator

MA’RUZA № 6

Mikroprotsessorli qurilmalar.

Reja:

1. 
   Mikroprotsessor texnikasining asosiy tushunchalari
   
2. 
   Protsessorning tuzilishi va ishlash tartibi.
   
3. 
   Protsessor qurilmalarini yaratishdagi ikki ѐndoshish (sxema mantig‘i va dasturlanadigan mantiq).
   
4. 
   Mikroprotsessorda ishlatiladigan kattalik, komanda formatlari.
   
5. 
   Adreslash turlari.
   

Tayanch so‘z va iboralar: protsessor, mikroprotsessor, integral sxema, KIS, JKIS, mikroprotsessorli tizim, texnologiya, hisoblash texnikasi, arxitektura, xotira qurilmalari, mantiqiy qurilma, registr, stek, komandalar, komanda formatlari, adreslash.

Mikroprotsessor (MP) – bu berilgan ma’lumotlar ustida arifmetik va mantiiqiy operatsiyalarni amalga oshiruvchi hamda dasturiy boshqarishni bajaruvchi mikrosxema ѐki o‘zaro bog‘liq mikrosxemalar (bir ѐki bir necha kristallar) to‘plamidir.

Mikrokompyuter (MK) – kiritish-chiqarish, boshqarish qurilmasi, tezkor xotiraga ega bo‘lmagan bir ѐki bir necha MP dan tashkil topgan ma’lumotlarni qayta ishlovchi qurilmadir.
Mikroprotsessor vositalari asosidagi maxsus axborot va boshqaruv tizimlariga mikroprotsessorli tizimlar (MPT) deb ataladi.
Mikroprotsessorli tizimni kirish signallarni qayta ishlovchi va chiqish signallarini uzatuvchi elektron tizimning xususiy holi sifatida ko‘rish mumkin. Bu holda kirish va chiqish signallari sifatida analogli signallar, yakka raqamli signallar, raqamli kodlar, raqamli kodlar ketma-ketligi ishlatishi mumkin.

Mikroprotsessorlarning paydo bo‘lishi va jadal sur’atlarda rivojlanishi mikro EHM va ular asosidagi tizimlarning yaratilishi, hisoblash texnikasi (HT) vositalarini ishlab chiqarish, mikroelektron texnologiyalarni yaratish borasidagi yutuqlar evaziga amalga oshirildi. YArim o‘tkazgichlar elektronikasi yutuqlari uning kristallarida o‘ndan yuz minggacha tranzistorlar komponentlararini joylashtirish zichligiga ega bo‘lgan katta (KIS) va juda katta (JKIS) integral sxemalarning paydo bo‘lishiga olib keldi. Ushbu sxemalardan foydalanish raqamli tizimlardan foydalanish samaradorligini sezilarli darajada oshirish, ularning ishonchliligini, gabarit ulchamlarini minimal darajaga kichraytirish, og‘irligini kamaytirish, iste’mol quvvati va tannarxini kamaytirish imkoniyatini berdi. Oxirgi 20 yil davomida EHM larning ishlash tezligi 6-7 marta, tezkor (operativ) xotira hajmi esa 5-6 martaga oshdi. Mikroprotsessor tizimlarining (MPT) rivojlanishi esa YAna ham tezkor hisoblanadi. Katta integral sxemalarning (KIS) mikroprotsessor to‘plamlarining birinchi avlodi chiqarish hajmi katta bo‘lgan konkret tizimlarda qo‘llashga mo‘ljallangan murakab strukturali modullar to‘plami shaklida bo‘lgan. Keyingi to‘plamlar esa mikrodasturlash tamoyili evaziga muammoli yo‘nalishlarda qo‘llash imkoniyati paydo bo‘lgandan keyin keng qo‘llanila boshladi. Integrallash texnologiyasi juda tez rivojlanib bordi. Katta integral sxemalarda elementar funksional elementlarining narxi har 10 yilda 10³-10⁴ martagacha kamayib bormoqda, elementar funksiyalar bajarilish narxi yiliga ikki martaga kamayib bormoqda.

Mikroprotsessor, mikroEHMlar va ular asosida yaratilgan tizimlar ikki xil yo‘nalishda qo‘llanilmoqda:

• 
  an’anaviy (HT vositalari uchun),
  
• 
  noan’anaviy (murakkab qurilmali tuzilmalar o‘rniga, avtomatikaning turli diskret operatsiyalarida).
  

XX asrning 70-80 yillarida mikroprotsessor texnikasi sohasidagi sezilarli yutuqlar an’anaviy EHM larga qaraganda katta tezkorlik va istiqbolga ega bo‘lgan multimikroprotsessor tizimlarining (MMPT) paydo bo‘lishi va rivojlanishiga olib keldi, bular esa o‘z navbatida zamonaviy Fan-texnika taraqqiѐtiga katta ijobiy ta’sir ko‘rsatdi. MMPT ish unumdorligining o‘ta yuqoriligi fan- texnikaning neyrokompyuting va robototexnika, radio va gidrolokatsiya, axborot- aloqa, geofizika, signallarga raqamli ishlov berish va boshqa bir qator muhim sohalarda katta yutuqlarga erishish imkonini berdi. Boshqa tomondan qaraganda mikroprotsessor vositalarining rivojlanishi HTni loyihalash nazariyasi sohasida yutuqlarga erishishga o‘z ta’sirini ko‘rsatdi, ya’ni MPT arxitekturasi va ularning komponentlarining (RISC –protsessorlar, transpyuterlar, signal protsessorlari) yana ham istiqbollilari paydo bo‘lmoqda.
Zamonaviy MPT lokal va global hisoblash tarmoqlarini loyihalash nazariyasi va amaliѐtida muhim ahamiyat kasb etadi va zamonaviy HT samarali qo‘llash sohalarini kengaytirmoqda.
MP va mikroEHM ning qo‘llanilish sohalari kengligi ularni tizimli ravishda quyidagicha tasniflash imkonini beradi:

• 
  nazorat va boshqarishning ichki tizimlari;
  
• 
  ma’lumotlarni to‘plash va qayta ishlash lokal tizimlar;
  
• 
  murakkab ob’ektlarni boshqarishning taqsimlangan tizimlari;
  
• 
  parallel hisoblashlarning yuqori ish unumdorli taqsimlangan tizimlari.
  

YUqoridagilardan kelib chiqib, hozirgi kunda MPT dan foydalanishning ustivor sohari belgilab olindi:

• 
  boshqarish tizimlari,
  
• 
  nazorat-o‘lchash apparaturalari,
  
• 
  aloqa texnikasi,
  
• 
  savdo va maishiy texnika,
  
• 
  transport,
  
• 
  harbiy texnika,
  
• 
  hisoblash tizimlari, tarmoqlari, majmualari.
  

MPT ning turli xildagi boshqaruv tizimlarida qo‘llanishining istiqbolliligi MP ning quyidagi afzalliklari bilan izohlanadi:

• 
  gabarit o‘lchamlarining kichikligi,
  
• 
  iste’mol quvvatining kamligi,
  
• 
  boshqarish kanallariga katta miqdordagi protsessorlarni ulash imkoniyati mavjudligi,
  
• 
  boshqaruvchi dasturli sozlash va qayta ishlashning oddiyligi.
  

Nazorat-o‘lchov asboblariga MPT ning kiruvchi signallarning aniqliliga va ioshnchliligini oshirish imkoniyatini beradi, asboblarning funksional imkoniyatini kengaytiradi va quyidagi funksiyalarni bajarishga keng yo‘l ochib beradi:

• 
  kalibrlash,
  
• 
  temperaturani kompensatsiyalash va korreksiyalash,
  
• 
  o‘lchash majmualarini boshqarish va nazorat qilish,
  
• 
  ma’lumotlarni qayta ishlash va echimlarni qabul qilish,
  
• 
  nosozliklarni tashxislash,
  
• 
  indikatsiyalash,
  
• 
  asboblarni sinash va tekshirish.
  

MPT aloqa tizimlariga joriy qilinishi analogli usullarni raqamli usullar tomonidan siqib chiqarilganligi bilan izohlanadi, bu ularning multipleksorlarda, kodlarni o‘zgartiruvchi, xatolarni nazorat qiluvchi qurilmalarda, uzatish va qabul qilish qurilmalarining boshqarish bloklarida keng ko‘lamda qo‘llanilishiga olib keldi. Bundan tashqarii MPT savda markazlarining hisob-kitob nazorat qurilmlarida, avtomatlashtirilgan elektron tarozilarda, banklarning terminal va kassa apparatlarida ham ishlatilmoqda.

MP va MPT larning maishiy texnikada qo‘llanilishi ularning ishonchliligi va samaradorligini oshirish imkoniyatlari kengligini ochib beradi.
Agar MPT turli sohalarda qo‘llanilishini foiz hisobida ifodalasak u quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi:

• 
  Axborot-o‘lchash texnikalari – 10 %
  
• 
  Ishlab chiqarishni boshqarish – 18 %
  
• 
  Aviatsiya va kosmos – 15 %
  
• 
  Aloqa tizimlari – 14 %
  
• 
  Hisoblash texnikasi – 20 %
  
• 
  Harbiy texnika – 9 %
  
• 
  Maishiy texnika – 3 %
  
• 
  Tibbiѐt – 3 %
  
• 
  Transport – 2 %
  
• 
  Boshqa sohalar – 7 %.