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

13 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

9572. Государство. Банковское дело 26.27 KB
  Государство. Банковское дело. Предшественники современных банков появились во времена, когда основной формой денег были золотые и серебряные монеты. Для безопасности и удобства деловых операций средневековые предприниматели приносили ювелирам золоты...
9573. Налогово-бюджетная политика государства 37.23 KB
  Налогово-бюджетная политика государства. Налогово-бюджетная политика государства - воздействие государства на уровень деловой активности посредством изменения государственных расходов и налогообложения. Налогово-бюджетная политика влияет на уровень ...
9574. Бюджетный дефицит и профицит 53.5 KB
  Текущие расходы предназначены для обеспечения текущего функционирования органов государственной власти, органов местного самоуправления и бюджетных учереждений,а так же оказание государственной поддержки другим бюджетам и отдельным отраслям эк...
9575. Новые подходы к проектированию видов отображения и методов интерфейса для систем визуализации программного обеспечения параллельных вычислений 21.5 KB
  Проблема проектирования методов визуализации и интерфейса для систем визуализации программного обеспечения параллельных вычислений весьма актуальна. В какой-то мере именно отсутствие эффективных методов визуализации и интерфейса привело к застою в данной области
9577. Анализ конфронтации Запада и Востока и последствий для международной обстановки 129.19 KB
  Яркая картина конфликта Запада и Востока, США и СССР. Хронологические рамки, причина конфликта и предотвращения ядерной войны. Термин холодная война был введен в обращение Черчиллем в ходе своего выступления в Фултоне в Соединенных Штатах Америки 5 марта 1946 года. Больше не являясь лидером своей страны, Черчилль оставался одним из самых влиятельных политиков в мире. В своем выступлении он отметил, что Европа была разделена«железным занавесом»
9578. Проект производства работ на строительство автомобильной дороги (дорожная одежда) Махнево – Восточный, участок Карпунинский – Восточный 402.5 KB
  Проект производства работ разрабатывается для определения эффективных методов выполнения строительно-монтажных работ, способствующих снижению себестоимости и трудоемкости работ, сокращению продолжительности строительства объекта, повышения сменного использования строительных машин и оборудования, улучшения качества работ и обеспечение безопасности труда.
9579. Експертні оцінки. Ранжування об’єктів. Коефіцієнт конкордації 332 KB
  Експертні оцінки. Ранжування обєктів. Коефіцієнт конкордації. Мета роботи: Ознайомлення з оцінками ступеню узгодженості думок експертів Завдання 1. Для вирішення проблеми придбання програмного забезпечення групі спеціалістів запропоновано в...
9580. Експертні оцінки. Коефіцієнт конкордації з урахуванням звязаних рангів 393.5 KB
  Експертні оцінки. Коефіцієнт конкордації з урахуванням зв’язаних рангів  Мета роботи: Закріплення навичок оцінки ступеню узгодженості думок експертів Для обчислення кількості повторень кожного рангу в експертних оцінках можна використати вбуд...