1. Mikrokomputer i mikroprocesor. Jednostka arytmetyczno-logiczna. Akumulator, znaczniki. Cykl maszynowy i rozkazowy. Tryby adresowania. Wymiana danych między mikroprocesorem a otoczeniem: odpytywanie, przerwania, DMA. Adresowanie urządzeń rozdzielone i jednolite. Transmisja szeregowa (synchroniczna i asynchroniczna) i równoległa.
2. Mikrokomputer jednoukładowy 8051. Wyprowadzenia, podstawowe cykle maszynowe. Wewnętrzna pamięć RAM. Rejestry specjalne. Jednostka arytmetyczno-logiczna, znaczniki. Porty wejścia-wyjścia. Buforowanie wyprowadzeń. Układ czasowo-licznikowy. Port transmisji szeregowej. Komunikacja wieloprocesorowa. Układ przerwań. Zerowanie, tryby obniżonego poboru mocy. Rozbudowa jednostki centralnej: dołączenie zewnętrznej pamięci programu i danych, układów wspomagających, zwiększenie liczby przerwań.
3. Współczesne mikrosterowniki. Założenia, zalety i wady architektury typu Harvard. Mikrosterowniki rodziny PIC - organizacja pamięci programu i danych, tryby adresowanie, układ przerwań. Mikrosterowniki rodziny AVR - organizacja pamięci programu i danych, tryby adresowania, układ przerwań.
4. Układy wejścia-wyjścia. Programowany układ 8255 – struktura, tryby pracy, rejestry. Układ transmisji szeregowej 8251 – struktura, tryby pracy, rejestry. Układ czasowo-licznikowy 8253 – struktura, tryby pracy, rejestry. Układ 8259A – struktura, tryby pracy, rejestry. Sterowniki DMA 8257 i 8237 – struktura, tryby pracy, rejestry.
5. Magistrale szeregowe w systemach mikroprocesorowych. Porównanie właściwości magistral równoległych i szeregowych. Magistrala I²C - architektura, zasady transmisji, formaty ramek, możliwości rozbudowy. Magistrala SMBus - porównanie i możliwości współpracy z I²C. Magistrala SPI - architektura, zasady transmisji, tryby pracy. Magistrala Microwice - porównanie i możliwości współpracy z SPI. Magistrala 1-Wire - architektura, zasady transmisji. Uruchamianie układów mikroprocesorowych. Uruchamianie części sprzętowej i programowej. Integracja sprzętu i oprogramowania. Analizator stanów logicznych - struktura, zasada działania. Debugger. Symulator - zasada działania. Emulator układowy - struktura, zasada działania, zastosowanie.
6. Adresowanie pamięci w trybie wirtualnym. Adres logiczny i fizyczny. Segmentacja – deskryptory segmentów, rejestry deskryptorów. Stronicowanie – struktura katalogów stron, elementy katalogu, bufory TLB. Mechanizmy ochrony zadań. Segment stanu zadania. Deskryptory segmentów systemowych i furtek. Przerwania i wyjątki. Tablica przerwań w trybie rzeczywistym i wirtualnym.
7. Techniki zwiększania wydajności mikroprocesorów. Potokowe wykonanie rozkazów. Superskalarność. Rozwiązywanie zależności między rozkazami. Przewidywanie skoków. Tablica BTB, metody statyczne i dynamiczne. Optymalizacja kodu. Pamięć podręczna – sposób połączenia z mikroprocesorem, organizacja. Protokół MESI.
8. Mikroprocesor Pentium. Struktura. Potokowość, parowanie instrukcji. Pamięć podręczna. Potokowa jednostka FPU. Rozkazy i typy danych MMX.
9. Mikroprocesor Pentium Pro. Struktura. Zasada działania jądra RISC. Dekodowanie instrukcji. Bloki Reorder Buffer, Reservation Station, Memory Reorder Buffer. Jednostki wykonawcze. Pamięć podręczna L1 i L2. Rozszerzenia listy rozkazów i typów danych – SSE, 3Dnow. Identyfikacja typu i cech mikroprocesora.
10. Mikroprocesory 64-bitowe. Struktura wewnętrzna i ogólna zasada działania mikroprocesora AMD Athlon-64. Wbudowany sterownik pamięci DDR. Magistrala HyperTransport - ogólne cechy, wykorzystanie w systemie wieloprocesorowym. Zaawansowane architektury 64-bitowe: VLIV, EPIC. Architektura mikroprocesorów 64-bitowych Intel Itanium - ogólne założenia.

1. Microprocessor system structure.
   
2. Data exchange between microprocessor and its environment. Z-80 microprocessor
3. 8051 single chip microcomputer (part 1 - general architecture)
4. 8051 single chip microcomputer (part 2 - built-in peripherials)
5. Parallel I/O circuits
6. Serial IO & programmable timers/counters
7. Interrupt controllers
8. DMA controllers
9. Serial buses
10. Microprocessor systems development

1. 486 memory management
2. 486 task protection
3. Microprocessor efficiency rising
4. Intel Pentium (MMX) family
   
5. Intel Pentium Pro family
6. AMD Athlon, Pentium 4
   
7. 64-bit processing: Athlon 64
8. 64-bit processing: Intel Itanium

1. Podstawy / mikroprocesory 8-bitowe
2. Układy wejścia-wyjścia
3. Podstawy działania współczesnych mikroprocesorów
4. Mikroprocesory 32- i 64-bitowe
   

Tematyka ćwiczeń:

1. Jednostka centralna 8051: buforowanie, zwiększenie liczby przerwań. Dołączanie pamięci SRAM/EPROM do 8051.
2. Układy równoległego wejścia-wyjścia.
3. Układy czasowe.
4. Złożone układy wejścia-wyjścia.

1. Central unit.
   
2. ROM and SRAM memories
3. Parallel I/O
4. Programmable timers/counters
5. Complex I/O systems

Literatura uzupełniająca

• Małysiak H., Pochopień B., Podsiadło P., Wróbel E.: Modułowe systemy mikrokomputerowe. WNT, Warszawa 1990
• Fedyna K., Mizeracki M.: Układy mikroprocesorowe Z-80. WKiŁ, Warszawa 1989
• Hadam P.: Projektowanie systemów mikroprocesorowych. BTC, Warszawa 2004
• Małysiak H.: Mikrokomputery jednoukładowe serii MCS48, MCS51, MCS96. Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice 1992
• Starecki T.: Mikrokontrolery jednoukładowe rodziny 51. NOZOMI, Warszawa 1996
• Starecki T.: Mikrokontrolery 8051 w praktyce. BTC, Warszawa 2003
  
• Rydzewski A.: Mikrokomputery jednoukładowe MCS-51. WNT, Warszawa 1992
• Rydzewski A.: Mikrokomputery jednoukładowe MCS-48. WNT, Warszawa 1992
• Pieńkos J., Moszczyński S., Pluta A.: Układy mikroprocesorowe 8080/8085 w modułowych systemach sterowania. WKiŁ, Warszawa 1988
• Cwalina Z., Jackiewicz B., Kern J., Pieńkos J., Piestrzyński W., Pluta A., Rezler J., Sadzikowski A., Sasal W.: Wybrane układy MOS-LSI. Zastosowania, pomiary. WKiŁ, Warszawa 1983
• Holland R.: Testowanie i diagnostyka systemów mikrokomputerowych. WNT, Warszawa 1993
• Łuba T., Zbierzchowski B.: Komputerowe projektowanie układów cyfrowych. WKiŁ, Warszawa 2000
• Krzyżanowski R.: Układy mikroprocesorowe. Mikom, Warszawa 2004.
  
• Mroziński Z.: Mikroprocesor 8086. WNT, Warszawa 1992
• Mroziński Z.: Koprocesor arytmetyczny 8087. WNT, Warszawa 1992
• Małysiak H.  Pochopień B., Wróbel E.: Mikrokomputery klasy IBM PC. WNT, Warszawa 1992
• Małysiak H., Pochopień B., Wróbel E.: Procesory arytmetyczne. WNT, Warszawa 1993
• Goczyński R., Tuszyński M.: Mikroprocesory 80286, 80386 i i486. Help, Warszawa 1991
• Tuszyński M., Goczyński R.: Koprocesory 80287, 80387 oraz i486. Help, Warszawa 1992
• Metzger P.: Anatomia PC. Helion, Gliwice 2001
• Gook M.: Interfejsy sprzętowe komputerów PC. Helion, Gliwice 2005.
• Prince B.: Nowoczesne pamięci półprzewodnikowe. WNT, Warszawa 1999
• Komorowski W.: Krótki kurs architektury i organizacji komputerów. Mikom, Warszawa 2004.
• Stallings W.: Organizacja i architektura systemu komputerowego. Projektowanie systemu a jego wydajność. WNT, Warszawa 2004.

• Zieliński B.: Układy mikroprocesorowe. Przykłady rozwiązań. Helion, Gliwice 2002

 Back