Микропроцессорлық жүйені жобалау

1. бағдарламаның адрес шинасымен және бағдарламаның негіздер шинасымен команданы таңдауға
2. адрес және негіздер шиналарымен қатар қосу операциялары үшін екі операндты таңдауға
3. негіздер шинасымен қатар аккумуляторға операндтарды енгізуге
4. қосу операциясын
5. нәтижені аккумуляторда сақтауға

Осыған байланысты үш шиналы Гарвардтық архитектура бір машиналық  цикл ішінде қай операцияны болсын орындауға мүмкіндік береді.

Жалпы алғанда DSP басқа микропроцессорлардан және микробақылаушылардан төмендегі  бес айырмашылықпен ерекшеленеді:

1. Жылдам арифметика

DSP- профессор бір циклде  қосу, аккумуляциямен қосу, циклдік  жылжыту, соынмен қатар стандарттық  арифметикалық және логикалық  операциялардың орындалуын жүзеге  асырады. 

2. Қосу/аккумуляция операциялары үшін кеңейтілген динамикалық көлем.

Сумманы есептей операциялары алгаритмдер үшін фундаментальды болып  табылады. Толықтырылғаннан қорғау негіздердің  жоғалуынан қашу үшін қажет.

3. Бір циклде екі операндтты таңдау.

DSP орындалатын операциялар үшін екі операнда қажет. Сондықтан, максимальды жылдам әрекет етуші процессорды жеткізу үшін операндтар үшін бір уақытты таңдау болуы қажет.

4.Аппаратты таратылған  циклдық буферлердің қолда бары.

DSP таратылатын алгаритмдердің  кең класы циклдық буферлерді  қолдануды талап етеді.Адрес көрсеткшінің  циклдық оралудың аппараттық  қолдауы немесе модульды адресация  процессорлық уақыттың өндірістік  емес шығындарын азайтады және  алгоритмдерді таратуды ықшамдайды.

5. Циклдерді ұйымдастыру 

DSP алгоритмдеріне циклдеер  түрінде таратылатын қайталанатын  операциялар енеді. Циклде бағдарламалар  кодының орындалуын ұйымдастыру  мүмкіндігі DSP басқа процессорлардан  ерекшелейді. ды орындау кезінде  уақытты жоғалту сигналдарды  цифрлық дайындық кезінде қол  жеткізерліксіз.

DSP толықтай жалпы тағайындалған  процессорды өзгертуге болатындығын  ойлауға болады. Цифрлық процессордың  сигналдары операцияларды орындауға  мүмкіндік бермейтін команда  жүйесі бар. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Микропроцессорлық құралдарды және жүйелерді түзету үшін аппаратура

Тиристорлар

Тиристорлар- бұл p-n-p-n төрт қабатты  құрылымы бар, төрт электронды-тесікті  көшуден тұратын құрал. Жай жағдайларда  ішкі батереялардан шиеленіс екі  шеткі электродамға қосылады.  Бұл  құрал –басқарушылықсыз қосылушы диод-тиристор немесе динисттор деп аталады.

Тетрод-тиристорда n-p-n айналатын  үш электрод эммитер, база және коллектор  болып табылады, ал тқртіншісі электрод-инжектор. Оның сипаттамасы пентодты еске түсіреді және биполфярды транзисторлар сипаттамасынан ерекшеленеді.

Термозисторлар

Термозисторлар деп разрядсыз  жартылай проводникті құралдарды атайды. Оларды кей кезде  термосқарсыланушы, термистерлер немесе болометрлер деп атайды. Оксидті жартылай проводниктен –металл оксидтерін дайындайды. Бұл поршоктар пластификаттармен  нығыздайды және термодайындауға  әкеліп соқтырады. Терморезистрлер  температуралық компенсациялар жүйелерінде шиеленісті реттеуде қолданылады.

Варисторлар

Варисторлар деп  кедергілер көлемі ағымды токтардан тәуелді  жүйелі емес жартылай провидникті регисторларды  атайды. Негізінен карбид кремниядан, Менделеев таблицасындағы 3 және 5 топтағы  легиралды элементтермен дайындайды. Варисторлар артық жүктемеден әртүрлі  құралдарды қорғау жүйелерінде қолданылады.

Функционалды  құралдар

Түзеткіштер

Түзеткіш- үнемі алмасу токтарын қайта құрылу үшін қызмет ететін статситикалық  құрал. Жалпы айтқанда түзеткіш трансформатордан, вентильді топтан, фильтрден және жүктемеден тұрады.

Түзеткіш жұмысының сапасы төмендегі параметрлермен сипатталады: түзеткіш жүктеменің орта  мағынасымен, пульсация жиілігімен, пульсация  коэффицентімен, ішкі сипатпен, және жағымды  әрекет коэффициенті.

Күшейткіштер 

Күшейткіш- ішкі кқздер энергиясы  есебінен кіру сигналынның кұшін  арттыру құралы. Құрылымдық күшейткішке  енеді:сигнал көзі, күшейткіш, жүктеме, қорек көзі. Қорек көзі ретінде  үнемі токтың тұрақты көздері  қолданылады. Кіріс сигналының көзі жалпы алғанда белсенді жүйелік екі полюсті түрде ұсынылуы мүмкін. Жүктеме пассивті екі полюсті түрінде ұсынылады. Күшейткіштің өзі кіру және шығу екі пардан жүйелі емес төрт полюсті болып табылады.  Демалу режимі кіруде қысқа тұйықталумен және  жеке жолмен сипатталады.

 Бұл режимде күшейткіштің  негізгі  сипаты болып табылады: кірудегі (шығу)  жүктеме  шу  жүктемесі, дрейв жүктемесі.

Күшейткіштің негізгі  шиеленіс параметрлері  болып табылады:  орта шиелістегі  жүктеме бойынша  арту коэффиценті,  ауытқу шиеленісінің коэффиценті, төмен және жоғарғы  шектеулі шиеленістер жіберу жолдары  және фазалық сипаттама.

 Күшейткіштер  классификациясы

Күшейткіштер сипаттамасының  шиеленісі түрлері бойынша  бөлінеді:  үнемі ток,  сызықты немесе жоғарғы  сызықты резонансты және  жіңішке  сызықты  қолданылатын күшейткіш  элементтеріне тәуелді басқа  да  классификациялар бар:  (лампалық жартылай проводникті және т.б)  және  құрылудың ерекшеліктері (операциялық,  дифференциалды)

 Күштілік күшейткіштері

Берілген   төменгі  жүктемені қамтамасыз етуге ұсынылған

Күштілік күшейткіштің негізгі  сипаттамалары болып табылады:

-Максимальды   ауытқу  күшейткіші 

-Тиімді әрекет коэффициенті  –қолданылатын қорек күштіліггінің  Рн max  қатынасы 

Күшейткіш бойынша арттыру  коэффициенті –күштіліктің кіру және шығуда әсері 

 

Қайталаушылар

Қайталаушы- арттыру коэффициенті бар1 к жақын үлкен кіріс және төмен  шығыс жүктеме арттырушысы  бар . Сигналдар көздерін ішкі шиеленістермен қосылу үшін кіріс каскадалары ретінде  қолданылады, сонымен ұатар тқменгі  жүктемемен күшейткішті келісу үшін кіріс каскадалары ретінде қолданылады. Жалпы қайталаушылар схема бойынша  жолды транзисторларда құрылады.

Гибридті күшейткіштер

Гибридті күшейткіштер алаңды және  биполярды транзистер жұмыстарымен бірігіп құрылған. Осы транзистерде каскадалар кезектесіп кұшіне байланысты жоғарғы күшейтуді алуға жол  береді. Атап айтқанда гибридті күшейткіштер кіріс каскадалар алаңды транзисторларда  орындалады.

Электронды генераторлар (автогенераторлар)

Автогенератор- қорек көзінің  энергиясын қолдана отыра анықталған жиелік және формалардың электрлік  қозғалуын дайындайтын құрал. Автогенераторлар қанағаттанарлықты байланысты қамтитын  күшейткіштер негізінде құрылады.

Генераторлардың негізгі  сипаты болып табылады: форма, жиелік және тербелуді генераторлайтын  амплитуда.

Синусоидалды  тербелу генераторлары 

Көптеген жағдайларда  бұл жабық контурға қол жеткізеді: күшейткіш-элементтердің кері байланыс жүйесі,. Құрылымды генераторды екі  тқртполюсті түрде ұсынуға болады: бірінші-жүйелі емес күшейткіш элемент (НЭ), екінші-жүйелік бөлік.

Релаксациялық ттербелу генераторлары 

Көбінесе блокинг-генераторлар немесе мультивибраторлар негізінде  құрылады.

Мультивибратор-шығу кірумен  байланысты екі элементті күшейткішті  ұсынатын  релаксациялық генератор. Осыған байланысты қанағаттанарлықтай кері байланыс жүйесі пайда болады. Сонымен қатар триггерде мультивибраторда транзисторлар кілтті режимде жұмыс  жасайды. Мультвибраторда тепе-теңдіктің  екі квазитұрақты жағдайы бар .

Блокинг-генератор- Индуктивті кері байланысымен қысқа импульстермен бір каскадалық  релакциялық генератор.Автотербету немесе күту режимінде жұмыс жасай алады.

Блокинг-генератордың айрықша  ерекшелігі – ең жоғарғы қазу мүимкіндігін алуы.

 

 

 

 Пайдаланған әдебиеттер тізімі

1. М. Гук Современные микропроцессоры Pentium, Pentium II, Pentium III 
   Издательство "Питер" 2000г.
2. М.   Гук  Аппаратные  средства  IBM  PC  Издательство  «ПитерКом» П. 1999г.
3. 3. Жаров А. Железо IBM 2000 или все о современном компьютере. – М.: Микроарт.
4. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. - 
   Спб.: Невский диалект, 2001.-557с,
5. Цифровая обработка сигналов./Сергиенко А.Б. -Спб.: Питер, 2002.-608с.
6. Шалыто     А.А.     Логическое    управление.     Методы     аппаратной    и 
   программной реализации алгоритмов. - Спб.: Наука, 2000. - 780с.
7. Степоненко О. С. Компьютер внутри. – Киев: Логос, 1998. -128.
8. Микропроцессоры    и    микропроцессорные    комплекты    интегральных 
   микросхем: Справочник. В 2-х т./В.Б. Абрайтис, Н. Н. Аверьянов и др. 
   Под ред. В.А. Шахнова. - М.: Радио и связь, 1988.