Принципы построения микропроцессорных систем

В основу построения МПС-систем положено три принципа:

- магистральности;

- модульности;

- микропрограммного управления.

Принцип магистральности определяет характер связей между функциональ­ными блоками МПС — все блоки соединяются с единой системной шиной.

Принцип модульности состоит в том, что система строится на основе огра­ниченного количества типов конструктивно и функционально законченных модулей.

Каждый модуль МПС имеет вход управления третьим (высокоимпедансным) состоянием. Этот вход называется CS (Chip Select) — выбор кристалла, или ОЕ (Output Enable) — разрешение выхода. Действие сигнала CS для триггера показано на рисунок 3. Выходной сигнал триггера Q появится на выходе лишь при активном (в данном случае — ну­левом) уровне сигнала CS . Если CS = 1, триггер переводится в высокоимпедансное состояние. Выход триггера является трехстабильным, т. е. может находиться в одном из трех состояний: логической единицы, логического нуля или высокоимпедансном.

Рисунок 3 ‑ Действие сигнала CS для триггера

В каждый момент времени к системной шине МПС подсоединено лишь два модуля — передающий и принимающий ин­формацию. Остальные модули находятся в высокоимпедансном состоянии (рисунок 4).

Рисунок 4 – Подключение модулей к системной шине

Это объясняется тем, что для построения МПС используются высокоскоростные и маломощные БИС, выводы которых не рассчитаны на большой ток, который возможен при подключении нескольких приёмников, кроме того это приводит к увеличению помех наводимых в проводниках схемы и соответственно уменьшается надёжность устройства. Наличие нескольких передатчиков не допускается, очевидно, по причине возможных конфликтов и, соответственно, искажения информации или выходу БИС из строя.

Принципы магистральности и модульности позволяют наращивать управ­ляющие и вычислительные возможности МП путем подсоединения других модулей к системной шине.

Принцип микропрограммного управления состоит в возможности осуществле­ния элементарных операций — микрокоманд (сдвигов, пересылок инфор­мации, логических операций). Используя определенные комбинации мик­рокоманд, можно создать технологический язык, т. е. набор команд, который максимально соответствует назначению системы.