V úvodní kapitole společně projdeme cestou objevů, nápadů i omylů, které umožnily vývoj prostředků pro bezdrátovou komunikaci až do jejich současné podoby. Dříve, než se vydáme na procházku historií, definujme si cíl, ke kterému chceme dojít. Komunikace je obecně charakterizována výměnou informací mezi dvěma (nebo více) uživateli.
Fakulta elektrotechniky komunikaˇcn´ıch technologi´ı VUT Brnˇe 69
• neexistuje princip paralelismu,
• pamˇet’ rozdˇelena stejnˇe velk´e buˇnky, jejichˇz poˇradov´e ˇc´ısla vyuˇz´ıvaj´ı jako identi-
fikaˇcn´ı adresy.
Veˇsker´e ˇr´ıdic´ı povely jsou pˇren´aˇseny prostˇrednictv´ım vodiˇc˚u, kter´e tvoˇr´ı ˇr´ıdic´ı sbˇernici (Con-
trol bus). Z´astupcem Harvardsk´e architektury
je napˇr. Nav´ıc lze pouˇz´ıt pamˇeti odliˇsn´ych technologi´ı (EEPROM,
Flash, . paraleln´ı zpra-
cov´an´ı lze prov´adˇet pouze ´urovni operaˇcn´ıho syst´emu. data vstupnˇe/v´ystupn´ı jednotku pro
komunikaci extern´ımi zaˇr´ızen´ımi (viz obr.:
postupn´e n´asoben´ı bit bitu). nˇekolik datov´ych sbˇernic pro souˇcasn´y pˇrenos instrukc´ı, ˇci dat. Jedn´a
se adresn´ı sbˇernici (Address bus), kter´e pˇren´aˇs´ı pozice pamˇeti odkud/kam m´a
ˇc´ıst/zapisovat.).6). Nev´yhodou
ovˇsem nemoˇznost vyuˇzit´ı neobsazen´e ˇc´asti pamˇeti pro data pro uloˇzen´ı programu naopak. ˇS´ıˇrka t´eto sbˇernice nen´ı typick´a liˇs´ı pro kaˇzd´y procesor.7. Tak´e
tyto bity jsou odliˇsn´e pro jednotliv´e j´adra procesor˚u.
Aritmeticko/logick´a jednotka (ALU Arithmetic/Logic Unit) prov´ad´ı aritmetick´e logick´e ope-
race daty, kter´a jsou reprezentov´ana jedn´ım nebo dvˇema bin´arn´ımi ˇc´ısly. Mezi rozˇsiˇruj´ıc´ı operace lze zaˇradit napˇr. pro instrukci ADD r16, r18 ˇr´ıd´ı volbu operand˚u typ operace tomto pˇr´ıpadˇe sˇc´ıt´an´ı). pˇr´ıznakov´ych bit˚u (Flag bits).
Kaˇzd´a ALU jednotka vrac´ı dva typy v´ysledk˚u: jednak aritmetickou nebo logickou hodnotu,
ale tak´e identifikuje charakter t´eto hodnoty pomoc´ı tzv.
Obr. D´ale kaˇzd´em
syst´emu obsaˇzena tzv.
Sekvenˇcn´ı vykon´av´an´ı instrukc´ı bylo Harvardskou architekturou zachov´ano, tzn. ˇR´ıdic´ı sign´aly mohou
b´yt pohledu mikroprocesoru ch´ap´any jako vstupn´ı, jin´e jako v´ystupn´ı, pˇr´ıp.). Sbˇernice tvoˇrena paraleln´ı skupinou vodiˇc˚u, jejichˇz poˇcet koresponduje cel-
kovou pamˇet’ovou kapacitou pˇr´ıpadˇe multiplexov´an´ı adresy toto neplat´ı).
Harvardsk´a architektura chronologicky navazuje architekturu von Neumannovu od-
straˇnuje nˇekter´e jej´ı nedostatky. obousmˇern´e. Mezi z´akladn´ı operace, kter´e jsou implementov´any kaˇzd´e
ALU patˇr´ı pochopitelnˇe sˇc´ıt´an´ı, odˇc´ıt´an´ı, n´asoben´ı, bitov´y posun (shift), logick´e operace (AND,
OR, . CPU kombinuje obvody generuj´ıc´ı vˇsechny
potˇrebn´e ˇr´ıdic´ı sign´aly pro v´ykon instrukc´ı obvody pro samotn´y v´ykon volan´ych instrukc´ı
(napˇr.
CPU pˇredstavuje ˇr´ıdic´ı mozek cel´eho syst´emu (je jeho nejd˚uleˇzitˇejˇs´ı ˇc´ast´ı) obsahuje aritme-
tricko/logickou jednotku samotnou ˇr´ıdic´ı jednotku. Z´asadn´ı rozd´ıl oddˇelen´e ˇc´asti pamˇeti pro program data –
program tak nem˚uˇze pˇrepsat s´am sebe. datov´a sbˇernice (Data bus), pˇren´aˇsej´ıc´ı instrukce nebo data mezi d´ılˇc´ımi
bloky syst´emu (typicky mezi j´adrem procesoru pamˇet’mi). dˇelen´ı, odmocninu, v´ypoˇcet exponenci´aln´ı
funkce, atd. 6. 6.6: Principi´aln´ı struktura mikropoˇc´ıtaˇce dle von Neumanna.), pˇr´ıp. Tyto operace z´avis´ı
na sloˇzitosti mikropoˇc´ıtaˇc˚u jejich instrukˇcn´ı sadˇe, proto vˇsechny ALU jednotky nejsou
schopny vykon´avat stejn´e operace. Mezi
.
Dle von Neumanna tedy kaˇzd´y mikrokopˇc´ıtaˇc obsahuje z´akladn´ı ˇc´asti: centr´aln´ı ˇr´ıdic´ı
jednotku CPU, d´ale pamˇeti pro obsluˇzn´y program, pˇr´ıp. Mezi bˇeˇzn´e vˇsak patˇr´ı: pˇrenos (Carry),
poloviˇcn´ı pˇrenos (Half carry), pˇreteˇcen´ı (Overflow), nulov´y v´ysledek (Zero), z´aporn´y v´ysledek
(Negative), paritn´ı bit (Parity), aj.
Informace jsou mikroprocesorov´ych syst´emech ˇs´ıˇreny prostˇrednictv´ım soustav. 6. Poˇcetnˇe n´aroˇcnˇejˇs´ı instrukce lze ovˇsem ”poskl´adat”ze st´avaj´ıc´ıch instrukc´ı (napˇr. ˇS´ıˇrka sbˇernice (poˇcet vodiˇc˚u) kore-
sponduje ˇs´ıˇrkou ALU jednotky oznaˇcen´ım procesoru (8bitov´y, 16bitov´y, . mikrokontrol´er AVR, jehoˇz zjednoduˇsen´a blokov´a struktura zobrazena obr
