Автоматика асослари ва микропроцессор техникаси

Таянч сўз ва иборалар: процессор, микропроцессор, интеграл схема, КИС, ЖКИС, микропроцессорли тизим, технология, ҳисоблаш техникаси, архитектура, хотира қурилмалари, мантиқий қурилма, регистр, стек, командалар, команда форматлари, адреслаш.


Микропроцессор (МП) – бу берилган маълумотлар устида арифметик ва мантииқий операцияларни амалга оширувчи ҳамда дастурий бошқаришни бажарувчи микросхема ёки ўзаро боғлиқ микросхемалар (бир ёки бир неча кристаллар) тўпламидир.
Микрокомпьютер (МК) – киритиш-чиқариш, бошқариш қурилмаси, тезкор хотирага эга бўлмаган бир ёки бир неча МП дан ташкил топган маълумотларни қайта ишловчи қурилмадир.
Микропроцессор воситалари асосидаги махсус ахборот ва бошқарув тизимларига микропроцессорли тизимлар (МПТ) деб аталади.
Микропроцессорли тизимни кириш сигналларни қайта ишловчи ва чиқиш сигналларини узатувчи электрон тизимнинг хусусий ҳоли сифатида кўриш мумкин. Бу ҳолда кириш ва чиқиш сигналлари сифатида аналогли сигналлар, якка рақамли сигналлар, рақамли кодлар, рақамли кодлар кетма-кетлиги ишлатиши мумкин.


Микропроцессорларнинг пайдо бўлиши ва жадал суръатларда ривожланиши микро ЭҲМ ва улар асосидаги тизимларнинг яратилиши, ҳисоблаш техникаси (ҲТ) воситаларини ишлаб чиқариш, микроэлектрон технологияларни яратиш борасидаги ютуқлар эвазига амалга оширилди. Ярим ўтказгичлар электроникаси ютуқлари унинг кристалларида ўндан юз минггача транзисторлар компонентларарини жойлаштириш зичлигига эга бўлган катта (КИС) ва жуда катта (ЖКИС) интеграл схемаларнинг пайдо бўлишига олиб келди. Ушбу схемалардан фойдаланиш рақамли тизимлардан фойдаланиш самарадорлигини сезиларли даражада ошириш, уларнинг ишончлилигини, габарит улчамларини минимал даражага кичрайтириш, оғирлигини камайтириш, истеъмол қуввати ва таннархини камайтириш имкониятини берди. Охирги 20 йил давомида ЭҲМ ларнинг ишлаш тезлиги 6-7 марта, тезкор (оператив) хотира ҳажми эса 5-6 мартага ошди. Микропроцессор тизимларининг (МПТ) ривожланиши эса Яна ҳам тезкор ҳисобланади. Катта интеграл схемаларнинг (КИС) микропроцессор тўпламларининг биринчи авлоди чиқариш ҳажми катта бўлган конкрет тизимларда қўллашга мўлжалланган муракаб структурали модуллар тўплами шаклида бўлган. Кейинги тўпламлар эса микродастурлаш тамойили эвазига муаммоли йўналишларда қўллаш имконияти пайдо бўлгандан кейин кенг қўлланила бошлади. Интеграллаш технологияси жуда тез ривожланиб борди. Катта интеграл схемаларда элементар функционал элементларининг нархи ҳар 10 йилда 10³-10⁴ мартагача камайиб бормоқда, элементар функциялар бажарилиш нархи йилига икки мартага камайиб бормоқда.
Микропроцессор, микроЭҲМлар ва улар асосида яратилган тизимлар икки хил йўналишда қўлланилмоқда:
- анъанавий (ҲТ воситалари учун),
- ноанъанавий (мураккаб қурилмали тузилмалар ўрнига, автоматиканинг турли дискрет операцияларида).
ХХ асрнинг 70-80 йилларида микропроцессор техникаси соҳасидаги сезиларли ютуқлар анъанавий ЭҲМ ларга қараганда катта тезкорлик ва истиқболга эга бўлган мультимикропроцессор тизимларининг (ММПТ) пайдо бўлиши ва ривожланишига олиб келди, булар эса ўз навбатида замонавий Фан-техника тараққиётига катта ижобий таъсир кўрсатди. ММПТ иш унумдорлигининг ўта юқорилиги фан-техниканинг нейрокомпьютинг ва робототехника, радио ва гидролокация, ахборот-алоқа, геофизика, сигналларга рақамли ишлов бериш ва бошқа бир қатор муҳим соҳаларда катта ютуқларга эришиш имконини берди. Бошқа томондан қараганда микропроцессор воситаларининг ривожланиши ҲТни лойиҳалаш назарияси соҳасида ютуқларга эришишга ўз таъсирини кўрсатди, яъни МПТ архитектураси ва уларнинг компонентларининг (RISC –процессорлар, транспютерлар, сигнал процессорлари) яна ҳам истиқболлилари пайдо бўлмоқда.
Замонавий МПТ локал ва глобал ҳисоблаш тармоқларини лойиҳалаш назарияси ва амалиётида муҳим аҳамият касб этади ва замонавий ҲТ самарали қўллаш соҳаларини кенгайтирмоқда.
МП ва микроЭҲМ нинг қўлланилиш соҳалари кенглиги уларни тизимли равишда қуйидагича таснифлаш имконини беради:
- назорат ва бошқаришнинг ички тизимлари;
- маълумотларни тўплаш ва қайта ишлаш локал тизимлар;
- мураккаб объектларни бошқаришнинг тақсимланган тизимлари;
- параллел ҳисоблашларнинг юқори иш унумдорли тақсимланган тизимлари.


Юқоридагилардан келиб чиқиб, ҳозирги кунда МПТ дан фойдаланишнинг устивор соҳари белгилаб олинди:
- бошқариш тизимлари,
- назорат-ўлчаш аппаратуралари,
- алоқа техникаси,
- савдо ва маиший техника,
- транспорт,
- ҳарбий техника,
- ҳисоблаш тизимлари, тармоқлари, мажмуалари.


МПТ нинг турли хилдаги бошқарув тизимларида қўлланишининг истиқболлилиги МП нинг қуйидаги афзалликлари билан изоҳланади:
- габарит ўлчамларининг кичиклиги,
- истеъмол қувватининг камлиги,
- бошқариш каналларига катта миқдордаги процессорларни улаш имконияти мавжудлиги,
- бошқарувчи дастурли созлаш ва қайта ишлашнинг оддийлиги.


Назорат-ўлчов асбобларига МПТ нинг кирувчи сигналларнинг аниқлилига ва иошнчлилигини ошириш имкониятини беради, асбобларнинг функционал имкониятини кенгайтиради ва қуйидаги функцияларни бажаришга кенг йўл очиб беради:
- калибрлаш,
- температурани компенсациялаш ва коррекциялаш,
- ўлчаш мажмуаларини бошқариш ва назорат қилиш,
- маълумотларни қайта ишлаш ва ечимларни қабул қилиш,
- носозликларни ташхислаш,
- индикациялаш,
- асбобларни синаш ва текшириш.
МПТ алоқа тизимларига жорий қилиниши аналогли усулларни рақамли усуллар томонидан сиқиб чиқарилганлиги билан изоҳланади, бу уларнинг мультиплексорларда, кодларни ўзгартирувчи, хатоларни назорат қилувчи қурилмаларда, узатиш ва қабул қилиш қурилмаларининг бошқариш блокларида кенг кўламда қўлланилишига олиб келди. Бундан ташқарии МПТ савда марказларининг ҳисоб-китоб назорат қурилмларида, автоматлаштирилган электрон тарозиларда, банкларнинг терминал ва касса аппаратларида ҳам ишлатилмоқда.
МП ва МПТ ларнинг маиший техникада қўлланилиши уларнинг ишончлилиги ва самарадорлигини ошириш имкониятлари кенглигини очиб беради.
Агар МПТ турли соҳаларда қўлланилишини фоиз ҳисобида ифодаласак у қуйидаги кўринишда бўлади:

• 
  Ахборот-ўлчаш техникалари – 10 %
  
• 
  Ишлаб чиқаришни бошқариш – 18 %
  
• 
  Авиация ва космос – 15 %
  
• 
  Алоқа тизимлари – 14 %
  
• 
  Ҳисоблаш техникаси – 20 %
  
• 
  Ҳарбий техника – 9 %
  
• 
  Маиший техника – 3 %
  
• 
  Тиббиёт – 3 %
  
• 
  Транспорт – 2 %
  
• 
  Бошқа соҳалар – 7 %.