Магистрали микропроцессора. Типы. Назначение

Магистраль (шина)- это кабель, состоящий из множества проводов. По одной группе проводов (шина данных) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса) - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали - шина управления, по ней передаются управляющие сигналы (например, сигнал готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).

Шина данных предназначена для передачи данных от микропроцессора к периферийным устройствам, а также в обратном направлении. Разрядность шины данных определяется типом применяемого процессора. В простых микропроцессорах шина данных обычно имеет 8 разрядов. Современные процессоры могут иметь шину данных в 16, 32, 64 разрядов. Количество разрядов всегда кратно восьми.

Шестнадцатиразрядная шина данных может за раз передавать до двух байтов. 32-разрядная шина передает до четырех байт. 64-разрядная — до восьми. Какой бы ни была разрядность шины, она всегда имеет возможность при необходимости передать всего один байт. И это не случайно. Любой процессор должен иметь возможность записать информацию в одну отдельную ячейку памяти или в один отдельный порт ввода—вывода. А также прочитать информацию из одной ячейки или одного порта.

Как и шина данных, шина адреса представляет собой набор проводников, по которым происходит передача двоичных чисел в электронной форме. Однако, в отличие от шины данных, двоичные числа, передаваемые по шине адреса, имеют другой смысл и назначение. Они представляют собой адрес ячейки памяти или номер порта ввода/вывода, к которому в данный момент обращается процессор. Количество разрядов адресной шины отличается большим разнообразием.

От количества разрядов шины адреса зависит то, какое количество ячеек памяти может адресовать процессор. Процессор, имеющий шестнадцатиразрядную шину данных, может обращаться к 216 (то есть к 65536) ячейкам памяти. Это число называется объемом адресуемой памяти.

Реальный объем подключенной памяти может быть меньше, но никак не больше этой величины. Если все же есть необходимость в подключении большего объема памяти, применяют специальные схемные ухищрения (переключаемые банки памяти). В каждый момент времени к микропроцессору подключается вой банк памяти. Переключением банков управляет сам микропроцессор.

Шина управления в строгом понимании не является цельной цифровой шиной. Просто для управления процессами обмена информации микропроцессорная система должна иметь некий набор линий, передающих специальные управляющие сигналы. Эти линии и принято объединять в так называемую шину управления.