18802

Назначение и особенности архитектур микроконтроллеров

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Назначение и особенности архитектур микроконтроллеров Микроконтроллер МК ‐ это специализированный микропроцессор предназначенныйдля обработки внешних событий при решении задач управления техническими процессами. Обычно МК в реальном времени выполняют задачи с

Русский

2013-07-08

76.74 KB

14 чел.

Назначение и особенности архитектур микроконтроллеров

Микроконтроллер (МК) это специализированный микропроцессор, предназначенныйдля обработки внешних событий при решении задач управления техническими процессами.

Обычно МК в реальном времени выполняют задачи сбора и первичной обработки информации о ходе технологического процесса и передачи результатов ее в локальную сеть, а также осуществляют управление в соответствии с заданным законом автоматического регулирования.

МК – это однокристальные микроЭВМ. МК используют различные корпуса от простейших малоконтактных DIP до многоконтактных BGA.

На одном кристалле МК размещаются:

- процессор; - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) данных; - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) команд; - последовательные и параллельные порты; - котроллер прерываний; - контроллер ПДП (опция); - таймеры (опция); - ЦАП, АЦП (опция); - внутренние схемы запуска и тактовой синхронизации.

Основной архитектурой МК является Гарвардская архитектура, что обеспечивает возможность совместить во времени процедуры выборки и декодирования команд с исполнением предыдущей команды с целью повышения производительности. Команды размещаются во внутреннем и/или внешнем ПЗУ и поступают в устройство управления МК. Данные (операнды) размещаются во внутреннем и/или внешнем ОЗУ и поступают на исполнение в оперативное устройство МК. Во многих МК внутреннее ОЗУ реализована как расширение для регистров общего назначения процессора и поэтому иногда данное ОЗУ называют «регистровый файл».

Как правило, МК имеют сложный набор команд, т.е. это процессор СISC – типа (некоторые микроконтроллеры имеют простой набор команд для пересылок и передачи данных, выполняющих за один машинный цикл, а также несколько сложных вычислительных команд (умножение, деление)). МК с простым набором команд RISCтипа, также широко представлены на рынке микроэлектроники, например, PICконтроллеры. МК RISCтипа применяются для проектирования простейших устройств, таких как интеллектуальная периферия.

Структурная схема:

МК устроен таким образом, чтобы максимально упростить взаимосвязь микроконтроллера с различными разнообразными внешними устройствами. Это достигается с помощью наличия программноуправляемых портов.

Наличие в МК нескольких портов ввода – вывода (последовательного и параллельного)определяет интерфейсные возможности проектируемой системы:

1. По связи с системами верхнего уровня: HOST ПК, ПЛК, терминалы, интеллектуальные пульты операторов;

2. По организации межпроцессорных коммуникаций для построения мультипроцессорных систем;

3. По подключению большого числа стандартных исполнительных устройств, датчиков, а также внешних БИС/СБИС, как программируемых, так и с жесткой логикой.

Основные направления и тенденции развития МК:

1 Повышение производительности ЦП, за счет использования RISC ядра и конвейерной обработки.

2 Использование flashпамяти и увеличение емкости внутренней памяти.

3 Расширение внутренних функциональных устройств (АЦП/ЦАП, ШИМ и т.д).

4 Расширение разнообразия последовательных портов (от стандартных последовательных интерфейсов, включая RS485, до CAN).

5 Увеличение гибкости (программируемости) внутренних устройств.

6 Увеличение эффективности системы команд и как следствие повышение качества и надежности программного кода.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9944. Устройство и принцип действия полупроводниковых диодов. Разновидности и особенности полупроводниковых диодов 198 KB
  Занятие 1. Устройство и принцип действия полупроводниковых диодов Учебные, методические и воспитательные цели: 1.Изучить назначение, устройство, характеристики, параметры выпрямительных, высокочастотных, импульсных и туннельных диодов, особенности...
9945. Устройство и принцип действия транзистора. Транзистор в режиме усиления. Импульсные свойства транзистора. 294.5 KB
  Устройство и принцип действия транзистора. Транзистор в режиме усиления. Импульсные свойства транзистора. Занятие 1. Устройство и принцип действия транзистора Учебные, методические и воспитательные цели: 1. Изучить устройство, принцип работы, статич...
9946. Полевые транзисторы с управляющим электронно-дырочным переходом и переходом металл-полупроводник. Транзисторы со структурой металл-диэлектрик-полупроводник. 275.31 KB
  Полевые транзисторы с управляющим электронно-дырочным переходом и переходом металл-полупроводник. Транзисторы со структурой металл-диэлектрик-полупроводник. Занятие 1. Полевые транзисторы (ПТ) с управляющим электронно- дырочным переходом и переходом...
9947. Основные понятия микроэлектроники. Основы цифровых и аналоговых интегральных схем. Операционные усилители. Схемы включения операционных усилителе 143.5 KB
  Основные понятия микроэлектроники. Основы цифровых и аналоговых интегральных схем. Операционные усилители. Схемы включения операционных усилителей. Занятие 1. Основные понятия микроэлектроники Учебные, методические и воспитательные цели: 1. Изучить ...
9948. Операционные усилители 211 KB
  Операционные усилители Учебные, методические и воспитательные цели: 1. Изучить основы построения дифференциальных усилителей, структурную схему, характеристики и параметры операционных усилителей. 2. Прививать мет...
9949. Большие интегральные схемы 147 KB
  Большие интегральные схемы Учебные, методические и воспитательные цели: 1. Изучить проблемы повышения степени интеграции, базовые матричные кристаллы. 2. Совершенствовать умение выделять главное для качестве...
9950. Территориальная организация местного самоуправления 67 KB
  Территориальная организация местного самоуправления. Понятие и виды муниципальных образований в РФ. Критерии создания муниципальных образований. Изменения границ муниципальных образований. Понятие и виды муниципальных образований в...
9951. Банкротство. О несостоятельности (банкротстве) 39 KB
  Банкротство. ФЗ О несостоятельности (банкротстве) 2002 года. 2/3 этого закона нам сейчас не потребуется, даже больше, наверное У нас задача - освоить специфику терминологии, понять, что и как В общем, извлечь материальное из по большей части ...