i bus di un sistema a microprocessore

SISTEMI A MICROPROCESSORE
N. 01
ARCHITETTURA DI UN SISTEMA A MICROPROCESSORE
COMPUTER : Dispositivo in grado di elaborare informazione (DATI) codificata
in forma binaria, seguendo una sequenza ordinata di passi
(PROGRAMMA).
Ogni passo della sequenza è chiamato ISTRUZIONE.
Un COMPUTER è costituito dei seguenti elementi :
un’unità di INGRESSO
un’unità di USCITA
un’unità di MEMORIA
un’unità CENTRALE
Schema a blocchi :
UNITÀ DI
INGRESSO
C.P.U.
UNITÀ DI
MEMORIA
UNITÀ DI
USCITA
* UNITÀ DI INGRESSO - INPUT
Fornisce le informazioni da memorizzare e da elaborare.
È un dispositivo di tipo slave ed è controllato dalla C.P.U.
Esempi di Unità di Ingresso :
. tastiera
. unità disco
. convertitore analogico-digitale
. ecc.
* UNITÀ DI USCITA - OUTPUT
Riceve informazioni dalla C.P.U. e la rende disponibile in uscita.
E` un dispositivo di tipo slave ed è controllato dalla C.P.U.
Esempi di Unità di Uscita:
. monitor
. unità disco
. convertitore digitale-analogico, ecc.
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* UNITÀ DI MEMORIA
Memorizza i dati e i programmi.
E` un dispositivo di tipo slave ed è controllato dalla C.P.U.
L'unità di memoria è suddivisa in locazioni (o parole), ognuna delle quali è
individuata da un proprio INDIRIZZO.
* C.P.U.
UNITÀ CENTRALE
La C.P.U. è il master del sistema ed è costituita da un insieme di circuiti che le
consentono di :






Accedere alle locazioni di memoria
Prelevare le istruzioni ed interpretarle
Eseguire le singole istruzioni
Prendere decisioni
Gestire il trasferimento dei dati.
Controllare i dispositivi di I/O
MICROPROCESSORE : C.P.U. realizzata su un unico chip.
MICROCOMPUTER :
Computer avente la C.P.U. costituita da un microprocessore.
I BUS DI UN SISTEMA A MICROPROCESSORE
Il microprocessore per poter comunicare con i dispositivi di I/O e con le memorie deve :
 Individuare in modo univoco il dispositivo o la locazione di memoria con cui
comunicare.
 Inviare ad essi o ricevere da essi opportuni segnali di sincronismo e controllo.
 Trasferire al momento appropriato l'informazione (dati o istruzioni).
Il Microprocessore è collegato alle altre unità del sistema mediante tre canali (BUS),
che consentono rispettivamente di far transitare :
 l' indirizzo della locazione di memoria o del dispositivo di I/O da selezionare
 i segnali di controllo dal o al microprocessore
 i dati o le istruzioni
Microprocessore, memorie, unità di I/O comunicano dunque tra loro mediante tre BUS :
 ADDRESS BUS
 CONTROL BUS
 DATA BUS
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BUS : canale di collegamento, composto da un certo numero di linee, cui accedono in
parallelo i diversi dispositivi del sistema.
I bus possono essere :
. unidirezionali
. bidirezionali
(es. Address Bus)
(es. Data Bus)
I dispositivi collegati ad un bus possono svolgere la funzione di TRASMETTITORI o di
RICEVITORI.
Fra i dispositivi collegati ad un bus possono essere attivi contemporaneamente un solo
trasmettitore e uno (o più) ricevitori.
Fra i vari dispositivi del sistema uno solo (MASTER) assume il controllo del bus e
coordina le modalità di comunicazione con i rimanenti (SLAVE).
Generalmente la funzione di master è svolta dal microprocessore.
Tenuto conto che tutti i dispositivi (trasmettitori o ricevitori) sono collegati
contemporaneamente al bus, occorrono opportuni circuiti di interfaccia per permettere al
master di selezionare un unico trasmettitore alla volta o di inviare l'informazione
solamente al ricevitore, che la deve acquisire.
I TRASMETTITORI sono collegati al bus dati mediante buffer 3-state : risultano perciò
elettricamente collegati solo quando viene attivato il buffer 3-state, cioè quando vengono
selezionati dal master.
I RICEVITORI sono interfacciati al bus dati mediante registri, che presentano un alta
impedenza di ingresso e leggono i dati presenti sui loro ingressi solo quando sono
opportunamente attivati dal microprocessore.
Perciò anche i ricevitori sono sempre collegati al bus, ma per la loro alta impedenza di
ingresso non disturbano la trasmissione e solo quando sono selezionati ricevono e
memorizzano l’informazione in transito sul bus dati.
Generalmente, nei sistemi a microprocessore, i dati transitano attraverso il
microprocessore stesso, che pertanto, in ogni scambio di informazione, rappresenta o il
ricevitore o il trasmettitore.
La comunicazione tra gli altri dispositivi avviene con l'intermediazione del
microprocessore.
NOTA
Quando si collegano dispositivi ad un bus, occorre tener conto della compatibilità
elettrica, cioè verificare che i livelli di tensione e di corrente e le temporizzazioni si
mantengano entro i limiti stabiliti dal costruttore per ogni dispositivo.
MICROP.01
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