Лекция 15 Организация памяти МПС


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

ЛЕКЦИЯ № 15Тема: Организация памяти МПСТекст лекции по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры» * УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:1. Способы адресации2. Принципы организации памятиЛИТЕРАТУРА:Дополнительная литератураЛ5. Угрюмов Е.П.. Цифровая схемотехника. Уч. пособие для вузов – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. с. 175-190Л8. А.В. Кузин, М.А. Жаворонков Микропроцессорная техника. Учебник. – М.: «Академия», 2010 * Контрольные вопросы 1. Способы адресации * * Основные понятия и определения Адресация - это система задания адресов в командах микропроцессора и соответствующих правил доступа к устройствам хранения информации (регистрам, ячейкам памяти, портам и др.) в соответствии с заданными адресами. Система адресации предназначена для обеспечения доступа к устройствам хранения информации.Введём ряд новых понятий.Исполнительный или абсолютный адрес (АИ) - это номер ячейки памяти (регистра), в которой хранится операнд, используемый в процессе выполнения команды, или результат операции. Адресный код (АК) позволяет с помощью специальных преобразований определять исполнительный адрес. * Классификация способов адресации * Явная адресация Явный способ адресации – это способ при котором в адресной части команды указан исполнительный адрес или адресный код операнда. Классификация.А. По адресации операнда или адреса операнда1. Прямая адресация2. Косвенная адресация. * Явная адресация Прямая адресацияПрямая адресация делится на абсолютную и относительную.Абсолютная прямая адресация -т.е. в коде команды указан действительный исполнительный адрес (АИ) ячейки памяти или внутреннего регистра, содержащего операнд. * Явная адресация Относительная прямая адресация -т.е. исполнительный адрес определяется с помощью специальных действий с адресным кодом (АК). В адресной части команды указывается смещение адреса (величина D). Относительная адресация с базированием - исполнительный адрес определяется суммированием базового адреса Б со смещением. (АИ) =(Б) + Dгде (Б)- содержимое регистра базового адреса, D - смещение адреса Относительная адресация с индексированием или индексная адресация - это такая адресация, при которой исполнительный адрес (АИ) получается также суммированием смещения и базы, но базовый адрес (В) содержится в команде, а смещение (индекс) (I), помещается в так называемый индексный регистр I. При этом АИ =В + (I)где В - базовый регистр (I) - содержимое индексного регистра * Явная адресация Косвенная адресацияКосвенная адресация - это такая адресация, при которой в адресном поле команды указан адрес ячейки памяти или регистра, в которых хранится не сам операнд, а его адрес. Если этот адрес является абсолютным адресом операнда, то имеет место одноступенчатая косвенная адресация. Если в ячейке памяти или регистре, адреса которых указаны в команде, содержится не абсолютный адрес операнда, а его адресный код, то имеется место многоступенчатая косвенная адресация. * Неявная адресация При неявной (подразумеваемой) адресации исполнительный адрес операнда или его адресный код в команде явно указываются, но код операции автоматически порождает обращение к месту хранения данных, требуемых для выполнения операции. Классификациянепосредственная адресация (содержимое адресной части команды является операндом), адресация к накопительному регистру (аккумулятору) ("умалчиваются" адреса источника и приемника информации. При этом подразумевается, что источником значения неуказанного операнда и приемником значения результата операции служит аккумулятор)адресация к стеку (Обращение к элементам стековой памяти осуществляется с помощью указателя стека - регистра, принимающего в качестве значения своего содержимого номера используемых в стеке ячеек). * Вывод по 1 вопросу Способы адресации, реализуемые в МП, сказываются на структуре кодов команд и оказывают существенное влияние на характеристики и архитектурные возможности микро-процессоров. Знание способов адресации и умелое их использование позволяет создавать компактные программы, занимающие минимальный объем памяти. 2. Принципы организации памяти * * Память – это совокупность устройств, которые служат для записи, хранения и считывания. Основные понятия и определения * 1. По форме хранения информации:оперативные запоминающие устройства (ОЗУ);постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).2. По способу занесения информации ПЗУ делятся на:собственно ПЗУ (информация заносится при изготовлении);программируемые ПЗУ (ППЗУ) (информация может изменяться однократно);репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) (РПЗУ с электрическим стиранием информации; РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием информации) (информация может изменяться многократно); Классификация ЗУ: * 3. По способу хранения информации ОЗУ делятся на:статические ОЗУ;динамические ОЗУ.4. По операциям обращения:произвольное обращение;обращение только при считывании.5. По организации доступа к памяти:непосредственный доступ, т.е. это доступ, время на который не зависит от места расположения информации в памяти.прямой доступ, в этом случае информация выводится на панели и необходимо устройство, которое находит эту информацию и производит запись или считывание.последовательный доступ, в этом случае при поиске нужной информации последовательно просматривается вся информация. Классификация ЗУ: * Устройство и принцип действия Устройство запоминающих устройств.В состав запоминающих устройств входятнакопитель (массив ячеек памяти, который обеспечивает хранение информации.);схемы обслуживания (обеспечивают поиск информации в этом массиве и собственно запись и считывание.).Принцип действия запоминающих устройствОснован на следующих свойствах p-n- перехода:большое сопротивление в закрытом состоянии;маленькое сопротивление в открытом состоянии;наличие барьерной и диффузионной емкостей. * Постоянное запоминающее устройство - устройство для хранения программ, констант и таблиц. Содержимое ПЗУ используется как память программы, составленной заранее изготовителем в соответствии с требованиями ее пользователей.Особенности ПЗУ.информация, записанная в неё практически не изменяется, либо изменяется редко; ПЗУ используется практически лишь для считывания записанной в них информации; ПЗУ являются энергонезависимыми, т.е. могут хранить информацию при отключении источника питания. Постоянные запоминающие устройства * 1. Программируемые ПЗУ (ППЗУ) пользователь может самостоятельно запрограммировать ПЗУ с помощью специального устройства, но только один раз. 2. Репрограммируемые (РПЗУ). РППЗУ, называемое так же стираемое ПЗУ, позволяет стирать хранимую информацию до нескольких раз и перепрограммировать запоминающее устройство. Классификация ПЗУ * К556РТ4. Условное обозначение микросхем ПЗУ * Устройство ПЗУ Накопитель содержит n строк и m столбцов. Информационная ёмкость микросхемы памяти M=nm. Элементы памяти накопителей ПЗУ и ППЗУ выполняют на диодных либо транзисторных (биполярных или МДП) структурах. * Устройство ПЗУ 1. Элементы памяти накопителей ПЗУ и ППЗУ выполняют на диодных либо транзисторных (биполярных или МДП) структурах.2. Информация в ПЗУ определяется конфигурацией структуры ПЗУ:металлизированной разводки либо расположением вскрытых контактных отверстий под металлизацию. Некоторые диоды, в соответствии с заносимой информацией оказываются не присоединёнными к шинам. При этом используются заказные фотошаблоны или фотошаблоны контактных отверстий. записью информации с помощью воздействия управляемого лазерного луча. В результате происходит прерывание части связей в металлизированной разводке (испарение металлизации).однократной записью электрическими сигналами путём пережигания плавких перемычек или разрушения p-n переходовмногократной записью электрическими сигналами путем программирования межсоединений ПЗУ. * Работа ПЗУ 1. На входы дешифраторов поступают адресные сигналы А0,...,АN,(код адреса), которые определяют к какому элементу памяти накопителя производится обращение (Дешифратор строк формирует сигналы выборки на шинах строк (адресных шинах), дешифратор столбцов - на шинах столбцов (разрядных шинах)).2. Сигнал выбора микросхемы (ВМ) поступает в устройство управления и определяет режим работы ПЗУ: хранение или считывание информации. Выходной сигнал Uвых считывается с выхода устройств считывания.3. Для согласования входных и выходных характеристик (логических уровней) микросхемы памяти и других микросхем применяют входные и выходные каскады. * Параметры микросхем ПЗУ 1. Потребляемая мощность микросхемы ПЗУ Рпотр. Складывается из мощностей, потребляемых схемами обслуживания и накопителем.2. Быстродействие:время выборки адреса - tв.а.;время выбора (информации) - tв.м.;временем цикла – tц. * Оперативное запоминающее устройство - устройство для хранения данных, подлежащих обработке и результатов вычислений, а иногда и программ, которые часто меняются. Обеспечивают хранение информации, её оперативную запись и считывание; при работе цифровой системы происходит непрерывный обмен информацией между ОЗУ и другими устройствами.Особенности ОЗУ.ОЗУ быстрое время доступа к любой ячейки памяти, не зависимо от ее адреса;является ее энергозависимость. Оперативные запоминающие устройства * К541РУ2. Условное обозначение микросхем ОЗУ * Устройство ОЗУ ОЗУ содержат устройство записи * Устройство ОЗУ 1. В состав элементов памяти ОЗУ кроме МДП транзисторов входят конденсаторы.2. Схемы обслуживания создают на основе элементов ТТЛ, ЭСЛ, на n-канальных и комплементарных МДП - транзисторах. 3. Для повышения быстродействия и снижения потребляемой мощности в схемах обслуживания используют сочетание логических элементов на биполярных транзисторах и КМДП - транзисторах (Би-КМДП схемы). * Работа ОЗУ Входные информационные сигналы подаются на вход устройства записи, предназначенного для записи информации в элементы памяти накопителя. Управляющие сигналы запись считывание (ЗП/СЧ) и ВМ поступают соответственно в устройство записи и устройство управления. Эти сигналы определяют режим работы микросхемы памяти: запись, хранение, считывание информации. * Параметры микросхем ОЗУ 1. Потребляемая мощность микросхемы ОЗУ Рпотр. Складывается из мощностей, потребляемых схемами обслуживания и накопителем.2. Быстродействие:время выборки адреса - tв.а. На величину tв.а. влияют задержки сигналов, вносимые входными каскадами, дешифратором, устройством считывания и элементом памяти.время выбора (информации) - tв.м. На величину tв.м. влияют задержки сигналов, вносимые входными каскадами, устройством управления, элементом памяти.время цикла - tц. На величину tц влияют задержки сигналов, вносимые входными каскадами, дешифратором, устройством записи, переключением элементов памяти, восстановлением устройства считывания. * Внешние запоминающие устройства ВЗУ предназначен для хранения или получения ЭВМ практически неограниченного объёма информации.Устройство ВЗУУВВ (устройства ввода-вывода)ВЗУ (собственно внешнего ЗУ).УВВ связывает ЭВМ с внешними датчиками и потребителями информации.Собственно ВЗУ – это электронные устройства, они связывают ЭВМ с внешними носителями информации. Такими устройствами могут быть: магнитные ленты, оптические диски и т.д. * Вывод по 2 вопросу Запоминающие устройства служат для записи, хранения и считывания информации. * Способы адресации определяют структуру кода команды и влияют на архитектурные возможности микропроцессоров. Знание способов адресации и умелое их использование позволяет создавать компактные программы, занимающие минимальный объем памяти.Устройства памяти предназначены для записи, хранения и считывания информации. Заключение

Приложенные файлы

  • ppt 8981611
    Размер файла: 511 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий