I8086 және оперативті жады мен ROM қосу схемасы негізінде орталық процессор модулінің құрылысы. Аралық регистр. Шина жасаушылар.

Тақырып: Intel 8086 микропроцессорының негізіндегі орталық процессор модулінің құрылысы: оперативті жады, ROM қосу, аралық регистр және шина жасаушылар

 

---

 

 Кіріспе

 

Intel 8086 – бұл алғашқы 16-биттік микропроцессорлардың бірі және микропроцессорлық жүйелердің (МПЖ) дамуына маңызды ықпал еткен құрылғы. 8086 процессоры мәліметтерді өңдеу, командаларды орындау және жадпен жұмыс жасау үшін кең мүмкіндіктер ұсынады. Орталық процессор модулі (ОПМ) 8086 процессорына негізделе отырып, оны оперативті жады (RAM), тұрақты жады (ROM), аралық регистрлер және шина жасаушылармен бірге қолдануға мүмкіндік береді. Бұл модульдер 8086 микропроцессорын мәліметтермен, бағдарламалық кодтармен, және басқа құрылғылармен тиімді байланыстыруды қамтамасыз етеді.

 

---

 

 Intel 8086 микропроцессорының негізгі блоктары

 

8086 микропроцессорының архитектурасы екі негізгі блоктан тұрады:

 

1. Орындау құрылғысы (Execution Unit, EU):

   - Арифметикалық және логикалық операцияларды орындайды.

   - Мәліметтерді уақытша сақтау үшін регистрлер бар.

   - Басқару сигналдарын генерациялайды.

 

2. Шина интерфейсі құрылғысы (Bus Interface Unit, BIU):

   - Мәліметтерді, командаларды және адрестерді шина арқылы тасымалдайды.

   - Жады мен кіріс-шығыс құрылғыларымен байланыс жасайды.

   - Мәліметтер мен адрестерді тасымалдау үшін үш негізгі шинаны пайдаланады (мәліметтер шинасы, адрес шинасы, басқару шинасы).

 

---

 

 Орталық процессор модулінің құрылысы

 

Орталық процессор модулі Intel 8086 процессорын, оперативті жадыны (RAM), тұрақты жадыны (ROM), аралық регистрлерді және шина жасаушыларды біріктіреді.

 

# 1. Оперативті жады (RAM) және тұрақты жады (ROM) қосу

 

Intel 8086 процессоры 1 Мбайт (2^20 байт) жадты адрестей алады, және бұл жад бірнеше сегменттерге бөлінеді. Оперативті жады (RAM) және тұрақты жады (ROM) процессордың жады аймағына біріктіріліп, оған қажетті мәліметтер мен бағдарламаларды сақтау мүмкіндігін береді.

 

- RAM: Уақытша деректерді сақтау үшін қолданылады және процессор мәліметтерді өңдеу кезінде бұл жадты жиі қолданады. RAM негізгі жадқа қосылып, мәліметтерді оқу және жазу операцияларын орындауға мүмкіндік береді.

- ROM: Жүйелік бағдарламаларды, бастапқы жүктеу нұсқаулықтарын және басқа статикалық деректерді сақтау үшін қолданылады. ROM тек оқу операцияларына арналған, яғни энергия өшкенде де мәліметтер сақталады.

 

# 2. Аралық регистрлер

 

Аралық регистрлер – бұл процессор мен жад арасында мәліметтерді уақытша сақтау үшін қолданылатын буферлік жад. Олар микропроцессордың жады мен кіріс-шығыс құрылғыларына деректерді жылдам тасымалдауына көмектеседі. Аралық регистрлердің көмегімен мәліметтер процессордың кірісіне немесе шығысына уақытша орналастырылады, бұл мәліметтерді бір шинадан екінші шинаға оңай тасымалдауға мүмкіндік береді.

 

Аралық регистрлердің негізгі функциялары:

- Буферлеу: Мәліметтерді уақытша сақтау арқылы олардың шина арқылы тасымалдануын жеңілдетеді.

- Жылдамдықты арттыру: Мәліметтерді уақытша сақтай отырып, процессордың бір шинадан екіншісіне тез ауысуын қамтамасыз етеді.

- Қорғау: Мәліметтердің өзгеріссіз сақталуын қамтамасыз етеді, яғни процессор мен жад арасында деректер жоғалмайды.

 

# 3. Шина жасаушылар

 

Шина жасаушылар – бұл процессордың, жадтың және кіріс-шығыс құрылғыларының арасында байланыс орнату үшін қолданылатын құрылғылар. Олар адрестік, мәліметтік және басқару шиналарын ұйымдастырып, микропроцессорлық жүйеде ақпарат алмасуды жеңілдетеді. Intel 8086 микропроцессоры мәліметтерді, адрестерді және басқару сигналдарын тасымалдау үшін үш түрлі шинаны қолданады.

 

- Мәліметтер шинасы (Data Bus): Мәліметтерді тасымалдау үшін қолданылады және 16 биттік құрылымға ие. Бұл шина арқылы процессор мен жад, кіріс-шығыс құрылғылары арасында мәліметтер алмасады.

- Адрес шинасы (Address Bus): Адрес шинасы арқылы процессор жадтағы немесе құрылғыдағы нақты ұяшықтарды көрсетеді. Intel 8086 20 биттік адрес шинасын пайдаланады, бұл 1 Мбайт жадты адрестеуге мүмкіндік береді.

- Басқару шинасы (Control Bus): Бұл шина арқылы процессор жад пен кіріс-шығыс құрылғыларына қандай операцияны (жазу немесе оқу) орындау керектігін хабарлайды. Басқару шинасы жадыны басқару және үзу сигналдарын жіберу үшін қолданылады.

 

---

 

 Intel 8086 негізіндегі орталық процессор модулінің жұмыс принципі

 

1. Адрестеу және командаларды алу:

   - Процессор бағдарламалық есептегіш арқылы команданы жадтан алып, оны декодтау үшін басқару блогына жібереді.

 

2. Командаларды декодтау және орындау:

   - Басқару блогы алынған команданы декодтап, қажетті әрекетті орындайды (мысалы, жадқа жазу немесе одан оқу).

  

3. Жазу және оқу операциялары:

   - Процессор адрес шинасы арқылы жадтың немесе құрылғының мекенжайын белгілеп, мәліметтер шинасы арқылы қажетті деректерді жібереді немесе қабылдайды.

  

4. Аралық регистрлерді қолдану:

   - Мәліметтерді уақытша сақтау үшін аралық регистрлер пайдаланылады, бұл процессорға шина арқылы деректерді жылдам және тұрақты тасымалдауға мүмкіндік береді.

 

5. Шина жасаушылардың жұмысы:

   - Мәліметтер шинасы арқылы процессор жад пен кіріс-шығыс құрылғыларымен байланысып, деректерді тасымалдайды.

   - Басқару шинасы жадқа немесе құрылғыларға жазу немесе оқу сигналдарын жібереді, бұл операциялардың орындалу ретін анықтайды.

 

---

 

 Қорытынды

 

Intel 8086 микропроцессорының негізіндегі орталық процессор модулі мәліметтерді өңдеу және жадпен жұмыс істеу үшін аралық регистрлер, оперативті жады, тұрақты жады және шина жасаушыларды біріктіреді. Бұл модульдердің үйлесімді жұмысы арқылы жүйе жоғары өнімділікке және тұрақтылыққа қол жеткізеді. Аралық регистрлер мәліметтерді уақытша сақтау арқылы шина арқылы тасымалдауды жеңілдетеді, ал шина жасаушылар адрестік, мәліметтік және басқару шиналары арқылы процессор мен жад арасындағы ақпарат алмасуды ұйымдастырады.