Foglaljuk össze a tananyagból megtanult ismereteket!

Az első fejezetben bemutattuk a legfontosabb funkciókat megvalósító digitális áramköröket, melyek a következők:

• Regiszterek
• Multiplexerek
• Demultiplexerek
• Aritmetikai áramkörök
• Összeadó áramkörök
• Kivonó áramkörök
• Digitális komparátorok
• Számlálók
• Ütemdiagram
• Állapotdiagram
• Aszinkron számlálók
• Szinkron számlálók

 

A következő fejezetben bemutattuk az A/D átalakítókkal kapcsolatos legfontosabb fogalmakat, és megismerhettük a leggyakrabban alkalmazott áramkörök felépítését és működését.

Analóg jel: Egy időben és amplitúdóban folyamatosan változó jel, egy folytonos időfüggvénnyel ábrázolható.

Digitális jel: Ez egy olyan jel, amely csak diszkrét időpillanatokban változik és kizárólag diszkrét amplitúdó értékeket vehet fel. Ez egy számjegyes jel.

A D/A átalakítók működési elve: A D/A átalakítók feladata az, hogy a bemenetére érkező digitális jelből (bináris információból) azzal arányos analóg jelet hozzon létre a lehető legkisebb hibával.

A D/A átalakítók jellemzői

• A kimeneti feszültség változásának tartománya
• Átalakítási karakterisztika
• Felbontás
• Konverziós idő (Beállási idő)
• Bitszám
• Átalakítási sebesség

A D/A átalakítók fajtái

• Közvetlen D/A átalakító összegző erősítővel
• Közvetlen D/A átalakító ellenálláslétrával
• Közvetett D/A átalakítók

 

Ezután bemutattuk az A/D átalakítókkal kapcsolatos legfontosabb fogalmakat és megismerhettük a leggyakrabban alkalmazott áramkörök felépítését és működését.

Az A/D átalakítók jellemzői

• A bemeneti feszültség változásának tartománya
• Átalakítási karakterisztika
• Kvantálási hiba (Kvantálási zaj)
• Felbontás
• Konverziós idő (Átalakítási sebesség)

Az A/D átalakítók fajtái

• Közvetlen átalakító (flash konverter):
• Visszacsatolt (Implicit) átalakítók:
• Közvetett A/D átalakítók:

 

A negyedik egységben a tárolókról és a memóriákról volt szó.

A tárak típusai, csoportosításuk

• Fizikai működési elv szerint:
• Az adat hozzáférési módja szerint:
• Az információ beírhatósága szerint:

-  ROM (Read Only Memory),
-  RAM (Random Access Memory),

• A tárolás időbeli módja szerint:

-  Statikus memória
-  Dinamikus memória

 

A memóriacellák felépítése és működése

• Statikus
• Dinamikus

Memóriamodulok felépítése és működése

A memória egységek legfontosabb része a cellamező. Itt történik az információ tárolása. Ezt az egységet különféle áramkörökkel kell kiegészíteni, amelyek segítségével történik a címzés, a kiolvasás és a beírás. Pl. vezérlő áramkör, címregiszter, címdekóder, címpuffer, adatregiszter, adatpuffer.

Asszociatív memóriák

Ezeket tartalom szerint elérhető memóriáknak vagy CAM-nak (Content Addressable Memory) is nevezzük. Az egyszerű memóriákhoz képest összehasonlító áramköröket (komparátorokat) is tartalmaznak. Ezeket összeépíthetik a tároló cellákkal is. Az ilyen fajta memóriáknak előnyük az, hogy a szükséges adatokat gyorsan el tudjuk érni. Pl. ilyenek a számítógépekben lévő cache tárak.

 

Végül az utolsó egységben ismertük meg a mikroprocesszorokat.

A mikroprocesszor meghatározott feladatokat ellátó egységekből épül fel, és ezek az egységek szoros kapcsolatban vannak egymással.

A processzorok legfontosabb funkcionális egységei:

BU (Bus Unit): Sín vezérlő és meghajtó egység

IU (Instrucion Unit): Utasítás feldolgozó egység

AU (Address Unit): Címkiszámító egység

EU (Excess Unit): Végrehajtó egység. Ez tartalmazza a processzor legfontosabb és legbonyolultabb egységeit.

A processzorok működésének legfontosabb lépései:

• A processzor a megkapott címeket felhasználva a címsínen keresztül kiadja az első utasítás kezdőcímét a RAM-ba.
• Az adatsínen keresztül beolvasásra kerül az első utasítás.
• Ezt megérti és kiszámolja az utasításhoz tartozó operandusok memóriabeli címeit és azokat a címbuszon keresztül kiadja a RAM-nak.
• Onnan a kiolvasott operandusok az adatbuszon keresztül bekerülnek a műveletvégző egységbe és megtörténik az utasítás végrehajtása.
• Ez így folytatódik tovább a program teljes végrehajtása alatt.

Felépítésüket tekintve a processzorokat két jól elkülöníthető csoportba sorolhatjuk:

• CISC processzorok: ezek a hagyományosabb, régebbi típusok, mikroprogramozott vezérlőegységet tartalmaznak. Lassabb működésűek, kevés regisztert tartalmaznak olcsóbbak, kisebb rendszereknél használják.
• RISC processzorok: ezek a korszerűbb, újabb típusok, huzalozott vezérlőegységet tartalmaznak. Gyorsabb működésűek, sok regisztert tartalmaznak, nagyobb rendszereknél használják.

A mikroprocesszorok legfontosabb részegységei:

• Vezérlőegység
• Aritmetikai és logikai egység
• Regiszterek
• Cache tár

Módszerek az utasítások feldolgozásának gyorsítására

Az egyik megoldás az ütemező (órajel) frekvenciájának növelése.

A másik megoldás az utasítások feldolgozásának átlapolása. Ezt a módszert „pipelining"-nak nevezzük.