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Über dieses Buch

Dieses zweibändige Lehrbuch bietet eine verständliche Einführung in den Aufbau und die Funktionsweise von Mikrorechnern, d.h. universell einsetzbaren und programmierbaren Digitalrechnern, die als Kern einen oder mehrere Mikroprozessoren enthalten. Schwerpunkte im ersten Band sind die Architektur und die hardwarenahe Programmierung von universellen Mikroprozessoren und Digitalen Signalprozessoren (DSP). Vom Aufbau eines einfachen Mikroprozessors ausgehend werden die Eigenschaften und spezifischen Komponenten moderner Hochleistungsprozessoren und DSPs ausführlich dargestellt. Anhand umfassender Fallstudien werden die vielfach verwendeten Bausteine, insbesondere der Firmen Intel, Motorola und Analog Devices, detailliert beschrieben. Dieses auch zum Selbststudium geeignete Lehrbuch richtet sich vor allem an Studierende der Informatik, der Elektronik, Elektrotechnik und Kommunikationstechnik an Unis und FHs.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Grundlagen

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden wir eine kurze Einführung in die Mikroprozessor-Technik geben. Die komplexesten Systeme, in denen heutzutage Mikroprozessoren eingesetzt werden, sind die Digitalrechner. Wir beginnen daher unsere Betrachtungen mit der Beschreibung des Aufbaus eines solchen Rechners. Danach werden wir wichtige Begriffe erklären, die im Rahmen des Buches immer wieder verwendet werden. Es folgt eine kurze Darstellung der Entwicklungsgeschichte der Mikroprozessoren aus architektonischer und technologischer Sicht. Das Kapitel wird durch einen Abschnitt beschlossen, der den internen Aufbau eines einfachen Mikroprozessors beschreibt. Die Komponenten dieses Mikroprozessors werden im Kapitel 2 ausführlich behandelt.
Helmut Bähring

2. Komponenten eines Mikroprozessors

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden wir nun hauptsächlich die internen Komponenten eines einfachen Mikroprozessors (nach Bild 1.3-6), so wie er auch heute noch z.B. als Kern in 8- und 16-bit-Mikrocontrollern implementiert wird, ausführlich beschreiben. Dabei werden wir jedoch häufiger auch schon auf Erweiterungen eingehen, die für die modernen Hochleistungsprozessoren typisch sind.
Helmut Bähring

3. Hardware/Software-Schnittstelle

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden wir uns mit den grundlegenden Softwareaspekten der Mikroprozessoren beschäftigen — also nur mit diejenigen Aspekte, die unmittelbar von der Prozessor-Hardware vorgegeben werden. Im wesentlichen geschieht dies durch eine ausführliche Beschreibung der verschiedenen von Mikroprozessoren unterstützten Datentypen und Datenformate, Befehlssätze und Adressierungsarten1.
Helmut Bähring

4. Moderne Hochleistungsprozessoren

Zusammenfassung
In den ersten drei Kapiteln dieses Buches haben wir Sie mit der Architektur eines einfachen Mikroprozessors, d.h. seinen Basiskomponenten und ihrem Zusammenspiel, sowie der Schnittstelle zwischen der Prozessor-Hardware und -Software bekannt gemacht. Dieses Kapitel beschäftigt sich nun mit den Erweiterungen, die auf architektonischer Seite wesentlich zu der enormen Leistungssteigerung1 der Mikroprozessoren in den letzten Jahren beigetragen haben. Wegen ihrer großen Bedeutung behandeln wir im nachfolgenden Kapitel 5 dann eine dieser Erweiterungen, die Speicherverwaltungseinheit, sehr ausführlich.
Helmut Bähring

5. Speicher- und Prozeßverwaltung

Zusammenfassung
In diesem Kapitel soll gezeigt werden, wie durch die Architektur moderner Mikroprozessoren, insbesondere von Seiten der Hardware, die Grundlagen für die Implementierung von Betriebssystemen (Operating Systems — OS) geschaffen werden. Dabei kann dieses Kapitel natürlich nicht ein ganzes Buch zum Thema „Betriebssysteme“ersetzen. Zur Klärung detaillierterer Fragen bzgl. der Struktur und der Implementierung von Betriebssystemen sei deshalb auf andere Bücher über Betriebssysteme, Leistungsbewertung von Rechensystemen usw. verwiesen. Ebenso soll hier nicht die Benutzeroberfläche von Mikrorechner-Betriebssystemen, wie beispielsweise MS-Windows oder UNIX vorgestellt werden.
Helmut Bähring

6. Digitale Signalprozessoren

Zusammenfassung
In den vorhergehenden Kapiteln haben wir uns ausgiebig mit „universellen“ Mikroprozessoren beschäftigt, die — wenigstens vom Prinzip her — für den Einsatz in frei programmierbaren Rechensystemen entwickelt wurden und dort (i.d.R. mit Hilfe eines Betriebssystems) unterschiedlichste Anwendungen ausführen sollen. In diesem Kapitel werden Sie nun eine Klasse von anwendungsorientierten Mikroprozessoren kennenlernen. Der Begriff „anwendungsorientiert“ soll dabei bedeuten, daß diese Prozessoren meist für die gesamte Einsatzdauer in einer festliegenden Arbeitsumgebung ein festes Programm ausführen und so gleichsam in eine Anwendung eingebettet sind (Embedded Application).
Helmut Bähring

Backmatter

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