Mundarija. Kirish I. bob Mavzuning bugungi kundagi holati va masalaning yechimi

Mikrokontrollerning protsessor yadrosi

Mikrokontroller protsessor yadrosining unumdorligini belgilab beruvchi asosiy ko‘rsatgichlari quyidagilardir:

-oraliq axborotlarni saqlash uchun registrlar to‘plami;

-protsessorning buyruqlar tizimi;

-xotira maydonini va operandlarni manzillash usullari;

-buyruqlarni tanlash va bajarish jarayonlarini tashkillashtirish.

Buyruqlar tizimi va operandlarni manzillash usullari nuqtaiy nazaridan hozirgi zamon 8-razryadli mikrokontroller protsessor yadrosi protsessorlarning qurilish tamoyillarining ikkitasidan birida joriy etiladi:

CISC – arxitekturali protsessorlar, to‘liq buyruqlar tizimini joriy etuvchi deb nomlanuvchi (Complicated Instruction Set Computer);

RISC – arxitekturali protsessorlar, qisqartirilgan buyruqlar tizimini joriy etuvchi (Reduced Instruction Set Computer).

CISC –protsessorlari, katta to‘plamli buyruqlarni rivojlangan imikrokontrolleroniyatli manzillashi loyihalashtiruvchiga kerakli operatsiyalarni bajarish uchun juda mos

keladigan buyruqlarni tanlash imikrokontrolleronini beradi. 8-razryadli mikrokontroller CISC – arxitekturali protsessorlarni tatbiq etilganda bir baytli, ikki baytli va uch baytli (to‘rt baytli kam hollarda) buyruqlar o‘lchami (formati) bo‘lishi mumikrokontrollerin. Bu holda odatda, buyruqlar tizimi protsessorning xohishiy registrlariga nisbattan hamma buyruqlar ham barcha manzillash usullarini ishlata olmaydilar. Buyruqlarni ishlatish uchun tanlash mikrokontroller bir necha ishlash sikllari davomida baytlab amalga oshiriladi. Buyruqlarni bajarilish vaqti 1 dan to 12 ta siklgacha tashkil etishi mumikrokontrollerin. CISC – arxitekturali mikrokontroller Intel firmasining MCS-51 yadroli mikrokontroller kiradi, hozirgi vaqtda bir qator ishlab chiqaruvchilar tomonidan quvvatlanayotgan quyidagi HC05, HC08, HC11 mikrokontroller oilasi Motorola va boshqa firmalar tomonidan ishlab chiqarilmoqda. [1]

RISC – arxitekturali protsessorlar, ishlatiladigan buyruqlar to‘plami minimumgacha qisqartirilgan. Murakkabroq operatsiyalarni joriy etish uchun buyruqlar kombinatsiyasidan foydalanishga to‘g‘ri keladi. Bu holda, barcha buyruqlar qayd qilingan o‘lcham uzunligida bo‘ladi (masalan, 12, 14 yoki 16 bit), xotiradan buyruqni tanlash va uni bajarish bitta sinxronlash siklida (taktda) amalga

oshiriladi. RISC – protsessorlarining buyruqlar tizimi protsessor registrlarining barchasini teng huquqli ishlatish imikrokontrolleronini nazarda tutadi. Bu esa qator operatsiyalarni bajarilishida qo‘shimcha imikrokontrolleroniyatlarni yaratadi. RISC – protsessorli mikrokontrollerlarga Atmel firmasining AVR mikrokontroller, Microchip firmasining PIC16, PIC17 mikrokontroller kiradilar.

Zamonaviy 8-razryadli mikrokontrollerning buyruqlarni bajarilishi va tanlash

jarayonlarini tashkillashtirish nuqtai nazaridan eslatib o‘tilgan ikkita MPT arxitekturasidan (fon-neyman (prinston) yoki garvard) biri qo‘llaniladi.

Fon-neyman arxitekturasining asosiy xususiyati axborot va dasturlarni saqlash

uchun umumiy xotirani ishlatilishidadir, 2-chizmada keltirilganidek.

Fon-neyman arxitekturasining asosiy afzalligi – MPT qurilmalarining soddalashishida bo‘lib, chunki faqat bitta umumiy xotiraga murojaat amalga oshiriladi. Undan tashqari, xotiraning yagona umumiy hududidan foydalanish dastur bilan axborotlar hudud resurslarini operativ ravishda taqsimlash va qayta taqsimlash imikrokontrolleronini beradi, bu esa dasturni loyihalashtiruvchi nuqtai nazaridan jiddiy afzalliklar beradi. Stekni umumiy xotiraga joylashtirilishi uning qiymatlariga egalik qilishni yengillashtiradi. Shuning uchun Fon-Neyman arxitekturasi tasodifan emas albatta universal kompyuterlarning va shu jumladan shaxsiy kompyuterlarning ham asosiy arxitekturasi bo‘lib qolgan.

2-chizma. Fon-neyman arxetekturali MPT tarkibi.

Garvard arxitekturasining asosiy xususiyati – bu axborotlar va buyruqlarni

saqlash uchun alohida manzillar maydonini ishlatilishidadir, 3-chizmada

keltirilganidek.

3-chizma. Garvard arxitekturali MPT tarkibi.

Hozirgi zamon 8-razryadli mikrokontrollerlarning ko‘pchilik ishlab chiqaruvchilari Garvard arxitekturasidan foydalanadilar. Ammo Garvard arxitekturasi ba’zi bir dasturiy amallarni joriy etishda yetarli darajada oslashuvchang emas. Shuning uchun turli arxitekturada bajarilgan mikrokontroller o‘zaro solishtirishda aniq ilovaga tatbiqan amalga oshirish kerak bo‘ladi.