Структура микропроцессорной системы.

Шинная структура связей

Упорядоченная группа линий связи, по которым передаются сигналы или коды называется шиной (англ. bus).

Все сигналы между устройствами передаются по одним и тем же линиям связи, но в разное время (это называется мультиплексированной передачей).

Типовая структура микропроцессорной системы

Все устройства микропроцессорной системы объединяются общей системной шиной (она же называется еще системной магистралью или каналом).

Шина адреса – служит для определения адреса (номера устройства) с которым микропроцессор обменивается в данный момент времени. ША всегда однонаправлена от микропроцессора к устройству. Источником адреса практически всегда является микропроцессор. Разрядность ША определяет количество возможных устройств подключённых к микропроцессору.

Шина данных – используется для передачи информационных кодов между всеми устройствами микропроцессорной системы. ШД всегда двунаправлена. Разрядность ШД определяет производительность микропроцессора. Чем больше разрядов в ШД тем больший объём информации может быть обработан за один такт синхронизации.

Шина управления – состоит из отдельных управляющих сигналов, каждый из которых во время обмена информацией выполняет свою функцию. Сигналы на ШУ определяют тип текущего цикла обмена и фиксируют моменты времени, соответствующие разным частям или стадиям цикла, а так же обеспечивают согласование работы процессора с работой памяти и устройств ввода/вывода, обслуживают запросы и предоставление прерываний, запросы и предоставление прямого доступа к памяти. Линии ШУ могут быть как одно так и двунаправленными.

Шина питания – служит для подвода питающих напряжений к отдельным элементам системы. Состоит из линий питания и общего провода. Может объединять несколько источников питания.

Квантование сигнала, дискретизация непрерывных сигналов, преобразование электрического сигнала, непрерывного во времени и по уровню, в последовательность дискретных (отдельных) либо дискретно-непрерывных сигналов, в совокупности отображающих исходный сигнал с заранее установленной ошибкой. К. с. осуществляется при передаче данных в телемеханике, при аналого-цифровом преобразовании в вычислительной технике, в импульсных системах автоматики и др.

При передаче непрерывных сигналов обычно достаточно передавать не сам сигнал, а лишь последовательность его мгновенных значений, выделенных из исходного сигнала по определённому закону. К. с. производится по времени, уровню или по обоим параметрам одновременно. При К. с. по времени сигнал через равные промежутки времени М прерывается (импульсный сигнал) либо изменяется скачком (ступенчатый сигнал, рис.). Например, непрерывный сигнал, проходя через контакты периодически включаемого электрического реле, преобразуется в последовательность импульсных сигналов. При бесконечно малых интервалах включения (отключения), т. е. при бесконечно большой частоте переключений контактов, получается точное представление непрерывного сигнала. При К. с. по уровню соответствующие мгновенные значения непрерывного сигнала заменяются ближайшими дискретными уровнями, которые образуют дискретную шкалу квантования. Любое значение сигнала, находящееся между уровнями, округляется до значения ближайшего уровня.

При бесконечно большом числе уровней квантованный сигнал превращается в исходный непрерывный сигнал.

Прямые показатели качества - это показатели, которые можно определить непосредственно по переходной кривой процесса. К ним относятся: 1) Степень затухания (y) - показывает, насколько сильно затухают колебания. y=1-A3/A1, где A1, A3-амплитуды первого и третьего пиков переходной кривой соответственно. Чем больше степень затухания - тем меньше будет колебаний переходной кривой до достижения установившегося значения. Чем меньше степень затухания - тем больше будет колебаний переходной кривой до достижения установившегося значения. Для незатухающих колебаний с постоянной амплитудой y=0. Для апериодического процессаy=1. 2) Перерегулирование (s) - показывает, насколько сильно регулируемая величина в процессе регулирования отклоняется от установившегося значения. s=A1/yуст, где A1-амплитуда первого пика переходной кривой, yуст-установившееся значение регулируемой величины. Во избежание возникновения аварийных ситуаций значение перерегулирования должно быть таким, чтобы не допустить выхода значений регулируемого параметра за рамки нормального технологического режима. 3) Статическая ошибка (e) - показывает, на сколько отличается задание и установившееся в результате регулирования значение. e=x-yуст, где x-задание, yуст-установившееся значение регулируемой величины. 4) Время регулирования (tр) - время, через которое отклонение регулируемого параметра от установившегося значения не превышает 5%. Оно определяется следующим образом: проводится прямая y=yуст, проводятся линии y=yуст-5% и y=yуст+5% (границы области 5%-ого отклонения). Последняя точка пересечения переходной кривой и этих границ определяет время регулирования (tр).

Билет.