Bài giảng Vi xử lý tổng quát - Chương 1: Giới thiệu hệ vi xử lý tổng quát

Nội dung text: Bài giảng Vi xử lý tổng quát - Chương 1: Giới thiệu hệ vi xử lý tổng quát

1. CHƯƠNG 1 GiỚI THIỆU HỆ VI XỬ LÝ TỔNG QUÁT 6/25/2021 1
2. 1.1 Sự phát triển của các hệ vi xử lý • Họ vi mạch số và công nghệ – IC thường được phân loại thành SSI, MSI, LSI, VLSI hoặc ULSI – Về công nghệ chế tạo: MOS, TTL, IIL. • Khái niệm máy tính, máy vi tính và vi xử lý – Bao gồm: ALU, control, storage, input, output, trong đó ALU + control = CPU. – CPU có thể chia làm 3 dạng thiết kế: • Multi-chip CPU • Microprocessor (vi xử lý) • Single-chip microprocessor (vi xử lý đơn chip): thường được gọi tắt là microcontroller unit (vi điều khiển). • Lịch sử phát triển vi xử lý 6/25/2021 2
3. 6/25/2021 3
4. 6/25/2021 4
5. 6/25/2021 5
6. 6/25/2021 6
7. 1.2 Sơ đồ khối một hệ vi xử lý cơ bản 6/25/2021 7
8. 6/25/2021 8
9. 6/25/2021 9
10. 6/25/2021 10
11. 1.3 CPU • Các thành phần chính của CPU: – Đơn vị lưu trữ: các thanh ghi, cờ – Đơn vị thực thi: ALU – Đơn vị chuyển tín hiệu: bus – Đơn vị điều khiển • Dạng lệnh • Các cách định địa chỉ 6/25/2021 11
12. 6/25/2021 12
13. 6/25/2021 13
14. • Thông thường, một lệnh được chia làm ba vùng: – Mã lệnh (opcode): tác vụ cần thực thi – Địa chỉ: bộ nhớ hoặc thanh ghi – Cách định địa chỉ: Cho biết cách thức diễn dịch hoặc tính toán vùng địa chỉ trong lệnh thành địa chỉ toán hạng trước khi thực sự truy xuất toán hạng. Một CPU thường bao gồm các cách định địa chỉ sau: định địa chỉ hiểu ngầm, định địa chỉ tức thời, định địa chỉ thanh ghi, định địa chỉ gián tiếp qua thanh ghi, định địa chỉ trực tiếp, định địa chỉ gián tiếp, định địa chỉ tương đối. • Có 3 tổ chức CPU thông dụng: – 1 thanh ghi tích lũy – Dùng thanh ghi tổng quát – Ngăn xếp 6/25/2021 14
15. 6/25/2021 15
16. 1.4 Bộ nhớ • Bit, byte, word • Các loại bộ nhớ – RAM: SRAM, DRAM – ROM: PROM, EPROM, EEPROM, FlashROM • Bên trong bộ nhớ: 6/25/2021 16
17. 6/25/2021 17
18. 1.5 Ngoại vi • Phân loại ngoại vi: nhập (I), xuất (O) • Bus I/O và các module giao tiếp • Bus I/O và bus bộ nhớ • I/O cách ly và I/O ánh xạ bộ nhớ • Giao tiếp I/O • Các vấn đề truyền dữ liệu • Các phương pháp điều khiển I/O 6/25/2021 18
19. 6/25/2021 19
20. 6/25/2021 20
21. 6/25/2021 21
22. • Có 2 phương pháp truyền dữ liệu: đồng bộ và bất đồng bộ • Giao thức truyền bất đồng bộ: dùng strobe (từ nguồn hoặc đích) và phương pháp handshake 6/25/2021 22
23. 6/25/2021 23
24. 6/25/2021 24
25. Bộ thu phải biết trước vận tốc truyền, số bit dữ liệu, bit stop được phát đi 6/25/2021 25
26. 6/25/2021 26
27. 6/25/2021 27
28. 1.6 Bus hệ thống • Bus: là tập hợp các đường tín hiệu mà qua đó data, address hoặc control có thể được truyền đi giữa các thành phần. • Cài đặt bus chung • Chu kỳ đọc bus • Chu kỳ ghi bus Các khái niệm: bus một chiều, bus hai chiều, bus có dồn kênh, tranh chấp bus 6/25/2021 28
29. 6/25/2021 29
30. Chu kỳ đọc bus: Chu kỳ ghi bus: 6/25/2021 30
31. 6/25/2021 31
32. 6/25/2021 32
33. 1.7 Giải mã địa chỉ 6/25/2021 33
34. 6/25/2021 34
35. 6/25/2021 35
36. 1.8 Định thì • Các qui ước trong giản đồ định thì • Định thì giao tiếp bộ nhớ • Định thì giao tiếp bộ nhớ DRAM 6/25/2021 36 Hình 1.40 Các qui ước trong giản đồ định thì
37. 6/25/2021 37
38. 6/25/2021 38
39. 6/25/2021 Hình 1.43 Giản đồ định thì bus 39
40. 6/25/2021 40
41. 6/25/2021 41
42. Định thì đọc DRAM: 6/25/2021 42
43. 1.9 Chương trình • Chương trình và ngôn ngữ lập trình: – Chương trình là danh sách các lệnh hay phát biểu để điều khiển CPU thực hiện công việc xử lý dữ liệu mong muốn. – Có nhiều loại ngôn ngữ lập trình: ngôn ngữ máy, hợp ngữ (cần assembler), ngôn ngữ cấp cao (cần compiler). • Assembler • Lưu đồ chương trình 6/25/2021 43
44. 6/25/2021 44
45. 6/25/2021 45
46. 6/25/2021 46
47. 1.10 Vi điều khiển • Các giới hạn của vi xử lý: – Cần bộ nhớ ngoài để thực thi chương trình. – Không thể giao tiếp trực tiếp với I/O mà cần phải có mạch giao tiếp bên ngoài. • Vi xử lý và vi điều khiển: 6/25/2021 47
48. 6/25/2021 48