Introducere

Îndrumătorul de laborator pentru “Proiectarea cu Microprocesoare” este destinat în primul rând studenţilor de la facultăţile şi colegiile cu profilul Ştiinţa şi Ingineria Calculatoarelor. În Universitatea “Politehnica” din Timişoara acest îndrumător este folosit în cadrul laboratoarelor de la anii III Calculatoare Ingineri şi II Calculatoare Colegiu. Însă, acest îndrumător mai poate fi folosit de orice persoană care doreşte să-şi însuşească noţiunile de bază din acest domeniu al microprocesoarelor.

Domeniul microprocesoarelor este unul dintre cele mai dinamice din industria calculatoarelor. Apărut în anii 1970, microprocesorul este un circuit capabil să efectueze funcţiile aritmetice şi de control ale unui calculator. Pe atunci un microprocesor era un circuit integrat pe scară largă (LSI), conţinând câteva mii de tranzistoare, pe o suprafaţă de aproximativ 5 mm². Dezvoltarea microprocesoarelor a urmat dezvoltării circuitelor integrate, complexitatea acestora dublându-se practic în fiecare an. În prezent s-a ajuns la câteva milioane de tranzistoare (6-9 milioane: Pentium II, AMD K6-2, Cyrix MII) pe o suprafaţă de câţiva milimetri pătraţi.

După ce am văzut cât de repede şi până unde au ajuns, în evoluţia lor (de doar câteva zeci de ani), microprocesoarele; întrebarea care se pune în mod natural este: De ce în cadrul îndrumătorului se prezintă microprocesorul Z80 şi nu unul mai evoluat? Într-adevăr Z80 este un procesor care nu se mai foloseşte în nici un calculator actual, iar viteza lui este foarte mică (5 MHz), comparativă cu frecvenţele procesoarelor actuale (sute de Mhz). Totuşi, Z80 mai este folosit şi acum, în concurenţă cu microcontrolerele, la realizarea unor sisteme de automatizare simple şi fără necesităţi prea mari de viteză. Motivul principal pentru care a fost ales acest procesor, este simplitatea lui şi modelul uşor de învăţare pe care acesta îl oferă.

Pentru a încadra domeniul microprocesoarelor în domeniul mai larg al calculatoarelor, în figura 0.1 am încercat să prezentăm schematic nivelele de abstractizare folosite în proiectarea sistemelor de calcul şi de programe. În partea stângă a imaginii am prezentat nivelele de abstractizare folosite în proiectarea hardware iar în partea dreaptă cele pentru proiectarea software. Fiecăruia dintre aceste nivele i s-a alocat unul sau mai multe cursuri ce au fost studiate sau se vor studia în anii următori.

Din această figură se observă că acest domeniu al microprocesoarelor este unul dintre cele mai importante din domeniul mai larg al calculatoarelor, în primul rând datorită actualităţii şi aplicabilităţii lui cât şi datorită nivelului de înţelegere pe care îl introduce (este domeniul care prezintă cele mai vizibil legătura şi interdependenţa dintre hardware şi software).

Fig. 0.1

1. – Fizică, Electronică;
2. – Circuite integrate, Microelectronică;
3. – Circuite numerice;
4. – Calculatoare numerice;
5. – Proiectarea cu microprocesoare, Sisteme cu microprocesoare;
6. – Sisteme de operare;
7. – Programarea în limbaj de asamblare;
8. – Pascal, C;
9. – Baze de date, Prolog, Lisp.