1.2 Логическая структура технических средств

Все модели одного семейства имеют общую архитектуру и принципы функционирования.

Под архитектурой ЭВМ понимают совокупность функциональных средств и принципов их взаимодействия, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, режимов адресации и средств пользовательского интерфейса, организации памяти, операций ввода-вывода, управления и т.д. Общность архитектуры разных моделей ЭВМ обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя. В контексте разработки аппаратных средств термин "архитектура" используется для описания принципа действия, конфигурации и взаимосвязей основных логических узлов и устройств ЭВМ.

Реализация конкретной архитектуры для ЭВМ одного семейства может быть различной на структурном уровне, но все они должны обладать свойством программной и информационной совместимости. То есть архитектура как логическое понятие определяет лишь общую концепцию построения и взаимодействия аппаратных средств и не накладывает жестких ограничений на конкретную техническую реализацию модели.

Всю элементную базу для построения МПС можно разделить на следующие группы:

• интегральные схемы малой и средней степени интеграции (ИС) (логические элементы и узлы);
• БИС памяти статического и динамического типа;
• программируемые БИС (ПЛМ, программируемые логические устройства (ПЛУ) и т.д.);
• периферийные БИС, используемые совместно с ЦП и предназначенные для сопряжения с УВВ либо в качестве самостоятельных устройств, выполняющих внешние функции по отношению к ЦП;
• секционированные микропроцессоры, позволяющие строить процессоры с произвольной системой команд и разрядности, ориентированные на решение определенного класса задач;
• однокристальные микропроцессоры (ЦП и сопроцессоры), имеющие жестко определенные технико-экономические характеристики по всем параметрам;
• микроконтроллеры (8-, 16- и 32-разрядные), используемые для построения встроенных систем управления объектами или обработки данных.

Многообразие выпускаемых БИС позволяет строить МПС любой проблемной ориентации и сложности с широким диапазоном изменения их технико-экономических характеристик.

В каждой группе рассмотренных типов БИС можно выделить ИС различных серий и функциональных возможностей, что несколько затрудняет ориентацию разработчика аппаратных средств при выборе требуемой элементной базы.

Даже внутри одной серии ИС несмотря на программную и информационную совместимость и общую архитектуру ЦП практически затруднительно изучить все возможные варианты структурных и схемотехнических решений, т.к. для однокристальных микропроцессоров в существенной степени изменяется не только структура ЦП, но и состав интерфейсных и периферийных БИС для каждой модели.