Основные определения и классификация

Микропроцессор (МП)– это программно-управляемое устройство отработки информации, выполненное конструктивно в виде единой или нескольких больших интегральных схем (БИС). С точки зрения вычислительной техники МП представляют собой уменьшенный в габаритах и упрощенный вариант процессора современной ЭВМ, конструктивно выполненной в виде одной или нескольких программно-управляемых БИС.

Микропроцессорные БИС изготавливаются на кремниевых кристаллах. Площадь кристалла обычно не превышает 100 мм². С таким устройством было бы трудно работать и его легко можно было бы повредить, если бы оно не было заключено в пластмассовый или керамический корпус с выводами. Обычно большинство микропроцессоров проектируется в корпусах с 40 выводами и двухрядным их расположением. Стоимость микропроцессорных БИС примерно соизмерима со стоимостью отдельного транзистора. Первая микропроцессорная БИС (1п1е1 4004) была создана в 1971 г.

Микропроцессор не используется как самостоятельное вычислительное устройство. Он рассчитан на совместную работу с запоминающими устройствами и устройствами ввода и вывода информации. Набор совместных БИС с согласованными связями, предназначенный для построения микропроцессорных систем, называют микропроцессорным комплектом (МПК). Типовой МПК содержит следующие основные типы БИС: микропроцессор, запоминающее устройство (ЗУ), программируемый периферийный интерфейс ввода и вывода (ППИ).

Технические средства обработки цифровой информации по программе, построенные на базе микропроцессорных комплектов БИС, называют микропроцессорными устройствами (МП-устройства).

Собранная в единое целое совокупность взаимодействующих БИС микропроцессорного комплекта (иногда дополненная БИС из других комплектов), организованная в работающую систему обработки информации, образует микропроцессорную систему (МП-система).МП-система, в которой используется два или более микропроцессора, называется мультипроцессорной системой.

Конструктивно законченная МП-система, реализованная на базе микропроцессорного комплекта БИС и имеющая свой источник питания, пульт управления, устройства ввода и вывода информации, которые позволяют использовать ее в качестве автономного устройства со своим программным обеспечением, называется микропроцессорной электронной вычислительной машиной, или микроЭВМ.

Современный уровень технологии позволяет все подсистемы МП-системы, микропроцессор, память, схемы сопряжения с периферийными устройствами разместить на одном кристалле. МикроЭВМ, реализованные таким образом, называются однокристальными. Например, однокристальные микроЭВМ серии К1816.

Устройство логического управления, выполненное на основе одной или нескольких микропроцессорных устройств, называют микроконтроллером. Он может быть программируемым и непрограммируемым. Совокупность технических и программных средств, предназначенных для автоматизации сбора, хранения, преобразования и выдачи информации по заданной программе, которая построена на базе МПК БИС и оснащена специальным программным обеспечением, называется микропроцессорной техникой (МПТ).

В зависимости от сложности и объема решаемых задач можно выделить два основных направления применения микропроцессорных устройств. Во-первых, они используются как универсальные логические компоненты автоматических цифровых устройств измерения, контроля и управления вместо специализированных элементов. Во-вторых, микропроцессорные устройства применяются для создания микроЭВМ, в том числе управляющих. Для реализации этих машин используются МП с длиной слова 8, 16, 32 разряда и развитым набором команд, например МП КР580ИК80, КР1810ВМ86, К1801ВМ1 и др.

В системах автоматического управления микропроцессорные устройства и микроЭВМ, как правило, встраиваются непосредственно в контур объектов и являются их частью. Поэтому они оснащаются памятью, устройствами ввода–вывода и программным обеспечением, необходимым только для выполнения функций управления. С появлением микропроцессоров и микроЭВМ создалась новая техническая база для автоматизации производства. Применение микропроцессорной техники привело к расширению возможностей, изменению состава и способов разработки, резкому уменьшению габаритов и стоимости систем автоматизации управления.