Ծրագրավորման մանրադիտակներ: Microcontrollers (թեմա) միկրոկուցված, որը նախատեսված է էլեկտրոնային սարքեր վերահսկելու համար

Հիշողության միկրոկոնտրոլերի կազմակերպում

I / O նավահանգիստներ

Ժամկետների հաշվիչներ

Ընդհատումներ

Անալոգային թվային փոխարկիչ

Հաղորդակցման միջերեսներ

Ունիվերսալ համաժամանակյա ասինխրոն կիրառական հաղորդիչ

Ծրագրավորման համար նախատեսված տեսանյութեր Microcontrollers STM32

ՄիկրոպրոցեսորԾրագրային եւ վերահսկվող սարք, որն իրականացնում է թվային տեղեկատվության մշակման գործընթացը եւ դրանք վերահսկում են դրանք: Միկրոպրոցեսորն իրականացվում է որպես մեծ (բիս) կամ գերհզոր (SBI) ինտեգրալ չիպ: Միկրոպրոցեսորը տարբեր նպատակներով կատարում է պրոցեսորի դերը թվային համակարգերում:

Միկրոպրոցեսորի հիմնական առանձնահատկությունն է աշխատանքի տրամաբանությունը ծրագրավորելու հնարավորությունը:

Microcontroller (MCU) - Միկրոկուցան, որը նախատեսված է էլեկտրոնային սարքերը կառավարելու համար: Բնորոշ միկրոկոնտրոլերը համատեղում է պրոցեսորի գործառույթները եւ Ծայրամասային սարքերԿարող է պարունակել RAM եւ ROM: Ըստ էության, այն մեկ լիտատական \u200b\u200bհամակարգիչ է, որը ունակ է կատարել Պարզ առաջադրանքներ, Մեկ չիպի օգտագործումը, մի ամբողջ հավաքածուի փոխարեն, ինչպես անհատական \u200b\u200bհամակարգիչներում օգտագործվող սովորական պրոցեսորների դեպքում, զգալիորեն նվազեցնում է միկրոկոնտրոլերի հիման վրա կառուցված սարքերի չափը, էլեկտրահարդարը:

Միկրոպրոցեսորային համակարգ (պատգամավոր) Այն ֆունկցիոնալ ավարտված արտադրանք է, որը բաղկացած է մեկ կամ մի քանի սարքերից, հիմնականում միկրոպրոցեսորից, միկրոպրոցեսորային եւ (կամ) միկրոկոնտրոլեր:

Միկրոպրոցեսորային սարք (MPU) հանդիսանում է ֆունկցիոնալ եւ կառուցողական ավարտված արտադրանք, որը բաղկացած է միկրոկասթափերից, որոնք ներառում են միկրոպրոցեսոր; Այն նախատեսվում է կատարել գործառույթների հատուկ փաթեթ, ստացական, վերամշակում, փոխանցում, տեղեկատվության փոխարկում եւ վերահսկում:

Միկրոպրոցեսորային համակարգերի հիմնական առավելությունները Համեմատած թվային համակարգերի «կոշտ տրամաբանության» հետ:

Բազմաֆունկցիոնալություն. մեծ քանակություն Գործառույթները կարող են իրականացվել մեկ տարրերի տվյալների բազայում:
F կունություն. Միկրոպրոցեսորային ծրագրի իրականացման ուղղման եւ փոփոխման հնարավորությունը Տարբեր ռեժիմներ Համակարգի աշխատանքներ:
Կոմպակտություն. Չիպի մանրանկարչության չափերը եւ նվազեցնել դրանց քանակը `համեմատած« կոշտ տրամաբանության »կատարման հետ, թույլ կտա նվազեցնել սարքի չափերը:
Աջակցված աղմուկի անձեռնմխելիություն. Քիչ կապակցող դիրիժորներ նպաստում են սարքի հուսալիության բարելավմանը:
Ներկայացում. Մեծ գործող հաճախականություններ կիրառելու եւ տեղեկատվության մշակման ավելի բարդ ալգորիթմներ կիրառելու ունակություն:
Տեղեկատվության պաշտպանություն. Միկրոպրոցեսորային ծրագիրը կարդալու ունակությունը թույլ է տալիս պաշտպանել հեղինակային իրավունքի մշակողներին:

Չնայած միկրոպրոցեսորը թվային տեղեկատվության մշակման ունիվերսալ միջոց է, սակայն առանձին դիմումները պահանջում են իրենց կառուցվածքի եւ ճարտարապետության որոշակի հատուկ տարբերակների իրականացում: Հետեւաբար, երկու դասընթացներ են հատկացվում ֆունկցիոնալ նշանով. Միկրոպրոցեսորներ Հիմնական նպատակ, գլխավոր նպատակ եւ մասնագիտացված միկրոպրոցեսորներ: Մասնագիտացված միկրոպրոցեսորների շրջանում Microcontrollers- ը առավել տարածված էր, նպատակ ուներ իրականացնել տարբեր օբյեկտների հսկիչ գործառույթներ եւ թվային ազդանշանային պրոցեսորներ (DSP - թվային ազդանշանային պրոցեսոր), որոնք կենտրոնացած են անհրաժեշտ փոխարկումը ապահովող ընթացակարգերի իրականացման վրա Անալոգային ազդանշաններներկայացվել է թվային ձեւով:

Ծայրամայրների թերի ցանկը, որոնք կարող են ներկա լինել միկրոկոնտրոլերներում, ներառում է.

Տարբեր I / O միջերեսներ, ինչպիսիք են UART, ISEC, SPI, CAN, USB, Ethernet;
Անալոգային թվային եւ թվային անալոգային փոխարկիչներ;
համեմատողներ;
Լատիտացված եւ զարկերակային մոդուլատորներ;
Ժամկետների հաշվիչներ;
Ժամացույցի հաճախության գեներատոր;
d ուցադրման եւ ստեղնաշարի կարգավորիչներ.
Ինտեգրված Flash հիշողության զանգվածներ:

Միկրոպրոցեսորային եւ ծայրամասային սարքերի մեկ բյուրեղապակի տեղակայման գաղափարը պատկանում է ինժեներ Մ. Քոչեն եւ Գ. Բուն, Տեխասի գործիքների աշխատակիցներին: Առաջին Microcontroller- ը Texas գործիքներից 4-բիթանոց TMS1000 էր, որը պարունակում էր RAM (32 բայթ), ROM (1 KB), ժամացույց եւ աջակցություն I / O- ի համար: Թողարկվել է 1972-ին, նա նոր ցուցումներ ավելացնելու նոր ցուցումներ ավելացնելու համար:

1976-ին (առաջին միկրոպրոցեսորի ստեղծումից 5 տարի անց) առաջին միկրոկտրոլերը հայտնվեց Ներխուժել, Ի լրումն կենտրոնական պրոցեսորից, կար 1 կիլոբայթ հիշողության հիշողությունների ծրագիր, 64 տվյալների հիշողություն բայթ, երկու ութ բիթանոց ժմչփ, ժամացույցի գեներատոր եւ 27 I / նավահանգիստ: 8048 ընտանիքի միկրոկրոլլերը օգտագործվել են Magnavox Odyssey խաղի Console Console Prefix- ում, IBM համակարգչի առաջին ստեղնաշարերում եւ մի շարք այլ սարքերում:

Այսօր Մեծ արտադրողներ Microcontrollers պետք է նշվեն Atmel, Microchip, ST Microelectronic, Texas գործիքներ, Freescale կիսահաղորդչային, NXP եւ այլն:

Միկրոկոնտրոլ - Սա հատուկ միկրոկուցված է, որը նախատեսված է տարբեր էլեկտրոնային սարքեր վերահսկելու համար: Միկրոկոնտոլիստները առաջին հերթին հայտնվեցին նույն տարում, ինչպես ընդհանուր միկրոպրոցեսորները (1971):

Microcontroller մշակողները եկել են սրամիտ գաղափարով `մի գործի մեջ համատեղեք պրոցեսորը, հիշողությունը, ROM- ը եւ ծայրամասերը, արտաքինից նման են սովորական չիպին: Այդ ժամանակվանից ի վեր ամեն տարի միկրոկտրոլերների արտադրությունը բազմիցս ավելի բարձր է, քան պրոցեսորների արտադրությունը, եւ դրանց անհրաժեշտությունը չի կրճատվում:

Microcontrollers- ը արտադրում են տասնյակ ընկերություններ, եւ արտադրվում են ոչ միայն ժամանակակից 32-բիթանոց միկրոկոնտրոլներ, այլեւ 16, եւ նույնիսկ 8-բիթ (ինչպես I8051 եւ անալոգներ): Յուրաքանչյուր ընտանիքի ներսում դուք հաճախ կարող եք գտնել գրեթե նույն մոդելները, որոնք տարբերվում են CPU- ի արագությամբ եւ հիշողության քանակի:

Միկրոկոնտոլիստները, որպես կանոն, միայնակ չեն գործում, բայց անթերի են, որտեղ, բացի, էկրաններ, ստեղնաշարի մուտքերը միացված են, Տարբեր տվիչներ Եվ այլն

Microcontroller ծրագիրը կարող է գրավել նրանց ուշադրությունը, ովքեր սիրում են «հետապնդել բիթերը», քանի որ սովորաբար Microcontrollers- ի հիշողությունը կազմում է 2-ից 128 ԿԲ: Եթե \u200b\u200bավելի քիչ, ապա գրեք հավաքիչի կամ Forte- ի վրա, եթե առիթ կա, օգտագործում եք բայսկի, պասկալ, բայց հիմնականում `SI- ի հատուկ տարբերակներ: Նախքան վերջապես ծրագիրը միկրոկոնտրոլ օգտագործող, այն փորձարկվում է էմուլատորների մեջ `ծրագրաշար կամ ապարատ:

Հարց կարող է առաջանալ. Միկրոպրոցեսորը եւ միկրոկոնտրոլերը պարզապես նույն սարքի այլ անուն են, կամ այն \u200b\u200bբոլորն էլ նույն տարբեր բաներն են:

Միկրոպրոցեսոր Սա ցանկացած համակարգչի կենտրոնական սարք է, որը պատրաստված է ինտեգրված տեխնոլոգիայով: Անունն ինքնին առաջարկում է, որ դա տեղի է ունենում հաշվարկային գործընթացներ: Որպեսզի համակարգիչը դրանից, նույնիսկ եթե ոչ շատ ժամանակակից եւ հզոր (հիշեք Radio 86 կամ Sinclair- ի սիրողական կառույցները), այն պետք է լրացվի արտաքին սարքերով: Առաջին հերթին, սա խոյն ու նավահանգիստներն են տեղեկատվության արդյունքի մուտքագրման համար:

Microcontroller- ը ունի պրոցեսոր, RAM, հիշողության հիշողություն, եւ բացի այդ, ծայրամասային սարքերի մի ամբողջ շարք, որոնք պրոցեսորը վերածում են լիարժեք համակարգչի: Խորհրդային տարիների հին տերմինաբանության համաձայն, նման սարքերը կոչվում էին միայնակ բյուրեղյա միկրո համակարգիչ: Բայց խորհրդային հաշվարկային տեխնիկան, ինչպես գիտեք, մտավ փակուղի, եւ դրա եւ OMEV- ի հետ:

Արտերկրյա հաշվիչների տեխնիկան դեռ կանգ չի առել, ուստի Օմեսը հայտնի դարձավ որպես վերահսկիչ (անգլերենից: Կառավարում, վերահսկողություն): Իրականում վերահսկիչները պարզվել են, որ շատ հարմար են տարբեր տեխնիկայի կառավարման համար, նույնիսկ շատ դժվար:

Microcontroller- ը այլեւս պրոցեսոր չէ, բայց ոչ համակարգիչ:

Յուրաքանչյուր համակարգչում գոյություն ունեցող կենտրոնական պրոցեսը հիմնական հաշվիչն է: Չնայած համակարգիչը նախատեսված չէ բացառապես հաշվարկային բեռի համար, պրոցեսորը դրա մեջ է `գլխի տարրով: Բայց ոչ միայն համակարգիչը ունի պրոցեսոր:

Եթե \u200b\u200bմտածում եք եւ նայում եք, կարող եք գտնել, որ վերամշակողներն օգտագործվում են կենցաղային մեծ մասում: Միայն այնպիսի պրոցեսորներ չկան ինչպես համակարգչում, այլ միկրոպրոցեսորներ եւ նույնիսկ միկրոկոնտրոլներ:

Այսպիսով, որն է միկրոկոնտրոլլերը եւ ինչն է տարբերվում իրական պրոցեսորից կամ այն \u200b\u200bբոլորովին այլ էլեկտրոնային բաղադրիչներ են:

Խոշոր ինտեգրված չիպսեր կամ չիպսեր `մեծ ինտեգրման եւ վերամշակողների հետ: Միկրոպրոցեսորներն ըստ էության նույն պրոցեսորներն են, բայց նախածանցի շնորհիվ «միկրո» որոշում են նրանց էությունը, որ նրանք իրենց «մեծ» ընկերոջն են: Իր պատմական ժամանակահատվածում իր չափսերով պրոցեսորը կարող է տեւել ոչ մի սենյակ, հարմար է նրանց անվանել մակրո պրոցեսորների կողմից ոչնչացված դինոզավրեր:

Չափերը կրճատվել են, եւ կազմակերպված պրոցեսորը ավելի քիչ տեղ է գրավում եւ կարող է տեղադրվել ավելի կոմպակտ արտադրանքի մեջ, սա միկրոպրոցեսոր է: Բայց պրոցեսորն ինքնին քիչ կարող է գործել, բացառությամբ գրանցումների եւ դրանց վրա որոշ թվաբանության եւ տրամաբանական գործողություններ կատարելու տվյալների:

Որպեսզի միկրոպրոցեսորը տվյալներ ուղարկի հիշողության մեջ, այս հիշողությունը պետք է ներկա լինի կամ բյուրեղապակի վրա, որի վրա գտնվում է պրոցեսորի տարրը, կամ միացված է արտաքին բյուրեղը կամ մոդուլը:

Ի լրումն հիշողությունից, պրոցեսորը պետք է շփվի արտաքին սարքերի հետ `ծայրամաս: Հակառակ դեպքում, ինչ օգուտ կարելի է ակնկալել պրոցեսորի շահագործումից, դրանց եւ այստեղ տվյալների խառնուրդը եւ տեղափոխելը: Իմաստը տեղի է ունենում այն \u200b\u200bժամանակ, երբ պրոցեսորը շփվում է I / O սարքերի հետ: Համակարգիչը ունի ստեղնաշարի, մկնիկի մանիպուլյատոր եւ ցուցադրիչ սարքեր, որպես էկրան, ըստ ցանկության տպիչ եւ, օրինակ, սկաներ կրկին տեղեկատվություն ստանալու համար:

I / O սարքեր վերահսկելու համար անհրաժեշտ են համապատասխան բուֆերային սխեմաներ եւ տարրեր: Ելնելով դրանց վրա իրականացված ինտերֆեյսի այսպես կոչված ապարատը: Ինտերֆեյսի տարրերի հետ շփվելու մեթոդները ներառում են I / O նավահանգիստների, վերապատման եւ անվադողերի ձեւավորողներ բուֆերային սխեմաներով `միկրոպրոցեսորի բեռի հզորությունը բարձրացնելու համար:

Ինտեգրվելով պրոցեսոր բոլոր անհրաժեշտ լրացուցիչ տարրերով, որպեսզի այս ապրանքը լցվի որոշ ավարտված կառուցողական եւ հանգեցնում է միկրոկոնտրոլերի ձեւավորմանը: Միկրոկուցի կամ միկրոկոնտրոլեր չիպը իրականացնում է պրոցեսոր եւ ինտերֆեյսի սխեմաներ մեկ բյուրեղի վրա:

Ինքնաբավ չիպը, որը պարունակում է գրեթե ամեն ինչ, բավական է ամբողջական արտադրանք կառուցելու համար, եւ կա բնորոշ միկրոկոնտրոլերի օրինակ: Օրինակ, դաստակի էլեկտրոնային ժամացույցը կամ զարթուցիչը ունեն միկրոկոնտրոլերի ներսում, որն իրականացնում է նման սարքի բոլոր գործառույթները: Առանձնացված ծայրամասային սարքերը միացված են ուղղակիորեն միկրոկոնտրոլերի ոտքերի վրա, կամ լրացուցիչ տարրեր կամ միկրոշրջանմուշներ բաժանվում են փոքր կամ միջին ինտեգրմամբ:

Microcontrollers- ը լայնորեն օգտագործվում է այն ապրանքների մեջ, որոնք ամբողջ համակարգը պարունակում է ամբողջովին մեկ մանրանկարչական միկրոկիտում, որը հաճախ կոչվում է մանրադիտակ: Օրինակ, «Չիպ» վարկային քարտը պլաստիկ հիմունքներով պարունակում է միկրոկոնտրոլեր: Ներսում նույնպես պարունակում է միկրոկոնտրոլ: Եվ միկրոկոնտրոլերների օգտագործման եւ օգտագործման օրինակներն այնքան ծավալուն են ժամանակակից աշխարհում, ինչը հեշտ է հայտնաբերել վերահսկիչի առկայությունը `երեխաների խաղալիքներից որեւէ քիչ ավելի քիչ խելացի սարքում Անլար ականջակալ Բջջային հեռախոս.

Մտածեք նաեւ մեր կայքում.

Տես նաեւ այս թեմայով Սելվանով Մակչիմայի կրթական տեսագրությունների դասընթացներ.

Հավեր նրանց համար, ովքեր արդեն ծանոթ են էլեկտրոնիկայի եւ ծրագրավորման հիմունքներին, ովքեր գիտեն հիմնական էլեկտրոնային բաղադրիչները հավաքող Պարզ սխեմաներ, Ես գիտեմ, թե ինչպես կարելի է զոդող երկաթ պահել եւ ցանկանում է գնալ որակապես նոր մակարդակի, բայց անընդհատ հետաձգում է այս անցումը նոր նյութի զարգացման դժվարությունների պատճառով:

Դասընթացը հիանալի է, եւ նրանք, ովքեր վերջերս վերջերս ձեռնարկեցին միկրոկոնտրոլների ծրագրավորումը ուսումնասիրելու առաջին փորձերը, բայց արդեն պատրաստ է ամեն ինչից դուրս գալ, բայց ոչ, ինչպես նա է, բայց ոչ, ինչպես նա է:

Դասընթացը օգտակար կլինի, եւ նրանք, ովքեր արդեն հավաքում են պարզ (եւ չեն կարող շատ) սխեմաներ պատրաստել միկրոկոնտրոլերի վրա, բայց վատ հասկանում են այն էությունը, թե ինչպես է այն փոխկապակցվում արտաքին սարքերի հետ:

Դասընթացը նվիրված է SI լեզվով ծրագրավորման միկրոկոնտրոլերների պատրաստման համար: Դասընթացի առանձնահատկությունն այն է, որ լեզվի ուսումնասիրությունն է շատ խորը մակարդակով: Դասընթացը տեղի է ունենում AVR միկրոկոնտրոլերի օրինակով: Բայց, սկզբունքորեն, այն հարմար կլինի նրանց համար, ովքեր օգտագործում են այլ մանրադիտակներ:

Դասընթացը նախատեսված է պատրաստված լսողի համար: Այսինքն, համակարգչային գիտության եւ էլեկտրոնիկայի եւ միկրոկոնտրոլների հիմնական հիմունքները չեն դիտարկվում: Բայց անհրաժեշտ կլինի տիրապետել դասընթացին ցանկացած լեզվով ծրագրավորելու համար ծրագրավորող AVR միկրոկոնտրոլերների ծրագրավորման նվազագույն գիտելիքներ: Էլեկտրոնիկայի իմացությունը ցանկալի է, բայց ոչ պարտադիր:

Դասընթացը իդեալական է նրանց համար, ովքեր պարզապես սկսեցին սովորել aVR ծրագրավորում Microcontrollers լեզվով C եւ ցանկանում է խորացնել իրենց գիտելիքները: Հարմար է նրանց, ովքեր գիտեն, թե ինչպես են ծրագրավորել միկրոկրոնտներ այլ լեզուներով: Եվ այն դեռ հարմար է սովորական ծրագրավորողների համար, ովքեր ցանկանում են խորացնել գիտելիքները C լեզվով:

Այս դասընթացների համար, ովքեր չեն ցանկանում սահմանափակել իրենց զարգացմանը պարզ կամ պատրաստի օրինակներ: Դասընթացը կատարյալ է նրանց համար, ովքեր կարեւոր են հետաքրքիր սարքեր ստեղծել, ամբողջական պատկերացումով, թե ինչպես են նրանք աշխատում: Դասընթացը լավ է հարմար մարդկանց համար, ովքեր արդեն ծանոթ են SI լեզվով միկրոկոնտրոլների ծրագրավորմանը եւ նրանց, ովքեր երկար են ծրագրում:

Դասընթացի ընթացքը հիմնականում կենտրոնացած է օգտագործման պրակտիկայի վրա: Համարվում են հետեւյալ թեմաները. Ռադիոհաճախականության նույնականացում, ձայնային նվագարկումը, անլար տվյալների փոխանակումը, գունային TFT էկրաններով աշխատելը, սենսորային էկրան, Աշխատեք Ֆայլային համակարգ Fat sd քարտ:

20-րդ դարի 70-ականներին գիտնականները առաջ են քաշել միկրոպրոցեսոր ստեղծելու հեղափոխական գաղափար, «հասկանալով» միայն թիմերի նվազագույն քանակը:

RISC պրոցեսորի պլանը (կրճատված հրահանգների համակարգիչ, թիմերի կրճատված հավաքածու ունեցող համակարգիչ) ծնվել է Միացյալ Նահանգների եւ Անգլիայի 70-ական թվականներին 70-ական թվականներին անցկացվող ծրագրավորողների օգտագործման հաճախականության գործնական ուսումնասիրության արդյունքում: Նրանց անմիջական արդյունքը հայտնի «ROG 80/20» է. Բնորոշ կիրառման կոդի 80% -ում օգտագործվում են ամենապարզ մեքենայի ամենապարզ հրամանատարների միայն 20% -ը:

31 թիմերով առաջին «իրական» ռիլմ պրոցեսորը ստեղծվել է Բերկլիի համալսարանի Դավիթ Պաթերսոնի առաջնորդությամբ, այնուհետեւ մարզիչին հետեւել է 39 թիմերի հավաքածուով: Դրանք ներառում էին 20-50 հազար տրանզիստոր: Patterson's Fruits- ը օգտագործեց Sun Microsystems ընկերությունը, որը 70-ականների վերջին 75 թիմով զարգացրեց Sparc- ի ճարտարապետությունը: 1981-ին Ստենֆորդի համալսարանում սկսվեց RISC պրոցեսորի թողարկման MIPS նախագիծը 39 թիմով: Արդյունքում MIPS համակարգչային կորպորացիան հիմնադրվել է 1980-ականների կեսերին, իսկ հետեւյալ պրոցեսորը կառուցվել է 74 թիմով:

Ըստ IDC- ի անկախ ընկերության, 1992-ին Sparc Architect- ը զբաղեցնում էր շուկայի 56% -ը, այնուհետեւ հետեւում էր MIPS- ին `15% եւ PA-RISC - 12.2%

Միեւնույն ժամանակ, Intel- ը մշակել է 80386 շարք, IA-32 ընտանիքում «իսկական» C CISC պրոցեսորների շարք: Վերջին անգամ կատարողականի բարելավումը հասավ միայն բարդացնող պրոցեսորի ճարտարապետությունը. 16-բիթանոցից այն վերածվեց 32-բիթանոց, լրացուցիչ ապարատային բաղադրիչները աջակցեցին վիրտուալ հիշողությանը, եւ ավելացան մի շարք նոր հրամաններ:

RISC պրոցեսորների հիմնական առանձնահատկությունները.

Հրամանների կրճատված փաթեթ (80-ից 150 հրամաններից):

Թիմերի մեծ մասը կատարվում է 1 մարտավարության համար:

Ընդհանուր նշանակության մեծ թվով գրանցամատյաններ:

Կոշտ բազմաշերտ փոխակրիչների առկայություն:

Բոլոր հրամաններն ունեն պարզ ձեւաչափ, եւ օգտագործվում են դիմումների մի քանի մեթոդներ:

Հանգստի առանձին քեշի առկայությունը:

Կոմպլեկտների օպտիմիզացման օգտագործումը, որոնք վերլուծում են աղբյուրի կոդը եւ մասամբ փոխում են հրամանի կարգը:

3-րդ սերնդի RISC պրոցեսորներ

RISC պրոցեսորի խոշոր մշակողները համարվում են Sun Microsystems (Sparc Architecture - Ultra Sparc), IBM (Power Multi-Chisty պրոցեսորներ, Single-Chip PowerPCC - PowerPC 620), MIPS Technologies (RXX00 - R 100,000) Ընտանեկան), ինչպես նաեւ Hewlett-Packard (PA-Risc - PA-8000 ճարտարապետություն):

Բոլոր երրորդ սերնդի RISC պրոցեսորները.

64-բիթանոց բիթանոց եւ գերհզորացում են (ոչ պակաս, քան 4 թիմ).

ներկառուցված փոխակրիչ բլոկներ լողացող կետի թվաբանական;

ունեն բազմամակարդակ քեշի հիշողություն: Risc պրոցեսորների մեծ մասը քեշի նախապես վերծանված հրամաններ;

Դրանք արտադրվում են CMOS տեխնոլոգիայում `մետաղամշակման 4 շերտերով:

Տվյալները մշակելու համար կիրառվում է մասնաճյուղերի դինամիկ կանխատեսման ալգորիթմը եւ գրանցամատյանների վերանշանակման մեթոդը, ինչը թույլ է տալիս իրականացնել հրամանների արտակարգ կատարումը:

RISC պրոցեսորների կատարման բարձրացումը հասնում է Crystal սխեմայի ժամացույցի հաճախականության եւ բարդությունների բարձրացման միջոցով: Առաջին ուղղության ներկայացուցիչներն են ընկերության Alpha պրոցեսորները Դեկում, ամենադժվարը մնում է Hewlett-Packard պրոցեսորներ:

RISC ճարտարապետության մեջ մեքենայի հրամանների հավաքածուն նվազեցնելը հնարավորություն տվեց հավաքել ընդհանուր թվով ընդհանուր գրանցամատյաններ հաշվարկային հիմնական բյուրեղի վրա: Ընդհանուր նշանակության գրանցամատյանների քանակի ավելացում հնարավոր դարձավ նվազագույնի հասցնել դանդաղ RAM- ի մուտքը, թողնելով RAM- ի հետ `միայն RAM- ի գրանցամատյանում կարդալու համար, բոլոր մյուս մեքենայական հրամաններ օգտագործվում են որպես գեներալ Նպատակը գրանցամատյաններ:

RISC ճարտարապետության հիմնական առավելությունները հետեւյալ հատկությունները հետեւյալն են.

Ընդհանուր նշանակության մեծ թվով գրանցամատյաններ:

Բոլոր միկրոարքացիաների համընդհանուր ձեւաչափը:

Բոլոր մեքենայի հրամաններ կատարելու համար հավասար ժամանակ:

Տվյալների փոխանցման գրեթե բոլոր գործարքները իրականացվում են Route Register - Գրանցվել:

Բոլոր մեքենայի հրամանների կատարման հավասար ժամանակը թույլ է տալիս մշակել փոխանցման հրահանգների հոսքը փոխակրիչի սկզբունքով, I.E: Կատարվում է ապարատային մասերի համաժամացում, հաշվի առնելով վերահսկողության հաջորդական փոխանցումը մեկ ապարատային բլոկից մյուսը:

Ապարատային բլոկներ RISC ճարտարապետության մեջ.

Հրահանգների բեռնման ստորաբաժանումը ներառում է հետեւյալ բաղադրիչները. Հրահանգների հիշողությունից հրահանգների նմուշի ստորաբաժանում, հրահանգների գրանցում, որտեղ ցուցումն է տեղադրվում իր նմուշից եւ հրահանգների վերծանման ստորաբաժանումից հետո: Այս փուլը կոչվում է հրահանգների նմուշառման փուլ:

Ընդհանուր նշանակության գրանցամատյանները գրանցման կառավարման բլոկների հետ համատեղ ձեւավորում են փոխակրիչի երկրորդ փուլը, որը պատասխանատու է հրահանգների ընթերցման օպերաներին: Օպերաները կարող են պահվել հրահանգներում կամ ընդհանուր նպատակների գրանցամատյաններից մեկում: Այս փուլը կոչվում է օպերայի նմուշառման քայլ:

Թվաբանական տրամաբանական սարքը եւ, եթե այս ճարտարապետությունն իրականացվի, մարտկոցը, վերահսկիչ տրամաբանության հետ միասին, որոնք, հրահանգների ռեգիստրի բովանդակության հիման վրա, որոշում են միկրո գործողության տեսակը: Տվյալների աղբյուրը, բացի հրահանգների գրանցամատյանից, կարող է լինել հրամանի հաշվիչ, պայմանական կամ անվերապահ անցումային միկրոֆերան իրականացնելիս: Այս փուլը կոչվում է փոխակրիչի գործադիր փուլ:

Ընդհանուր առմամբ գրանցումների հավաքածու, ռեկորդային տրամաբանությունը եւ երբեմն RAM- ը կազմում են տվյալների պահպանման մակարդակը: Այս փուլում հրահանգների արդյունքները գրանցվում են Ընդհանուր նպատակներով գրանցամատյաններում կամ հիմնական հիշողության մեջ:

Այնուամենայնիվ, RISC ճարտարապետության զարգացման պահին CHEL X86 ճարտարապետությունը, որը պատրաստված է CISC ճարտարապետության սկզբունքով, միկրոպրոցեսորների արդյունաբերական ստանդարտն էր դե ֆակտո: Intel X86 ճարտարապետության ներքո գրված մեծ թվով ծրագրերի առկայությունը անհնարին համակարգչային համակարգչային անցում կատարեց RISC ճարտարապետությանը: Այդ իսկ պատճառով, RISC ճարտարապետության օգտագործման հիմնական տարածքը միկրոկոնտրոլեր էր, այն պատճառով, որ դրանք կապված չէին առկա ծրագրաշարի հետ: Բացի այդ, IBM- ի գլխավորությամբ որոշ EMM արտադրողներ նույնպես սկսեցին արտադրել համակարգիչներ, որոնք կառուցվել են RISC ճարտարապետության կողմից, այնուամենայնիվ, Intel X86 եւ RISC ճարտարապետության միջեւ ծրագրաշարի անհամատեղելիությունը հիմնականում սահմանափակում է վերջինիս տարածումը:

Այնուամենայնիվ, RISC ճարտարապետության առավել նշանակալի էր, որ ինժեներները գտել են ճանապարհային ճարտարապետության կողմից արված հաշվիչներին, միաժամանակ չեղյալ հայտարարելու համար: Intel X86 ճարտարապետությանը սատարող միջուկի ամենաբարձր ժամանակակից միկրոպրոցեսորները պատրաստված են RISC ճարտարապետությամբ `բազմակողմանի փոխակրիչի վերամշակման աջակցությամբ: Միկրոպրոցեսորը հրահանգ է ստանում Intel X86 ներդրման մեջ, այն փոխարինելով մի քանի (մինչեւ 4) RISC հրահանգներով:

Այսպիսով, Intel 486DX- ից սկսած ժամանակակից միկրոպրոցեսորների ամենաարդիական միջուկները պատրաստված են RISC ճարտարապետությամբ `աջակցությամբ արտաքին Intel X86 ինտերֆեյսի համար: Բացի այդ, միկրոկտրոլների ճնշող մեծամասնությունը, ինչպես նաեւ որոշ միկրոպրոցեսորներ արտադրվում են RISC ճարտարապետության կողմից:

Ժամանակակից RISC պրոցեսորի մեջ օգտագործվում են ոչ պակաս, քան 32 գրանցամատյան, հաճախ

Ավելի քան 100, իսկ դասական Tsmm- ում սովորաբար 8-16 ընդհանուր գրանցամատյաններ

Նպատակը: Արդյունքում, պրոցեսորը 20% -30% պակաս է, ավելի քիչ է վերաբերում

rAM, որը նույնպես բարձրացրեց տվյալների մշակման արագությունը: Բացի այդ

Գնալ Մեծ թիվ Գրանցամատյանները պարզեցնում են կոմպիլյատորի աշխատանքը `փոփոխականների ներքո գրանցամատյանների բաշխման վերաբերյալ: Պարզեցվել է մեկ ինտեգրված միացման ձեւով կատարված պրոցեսորի տեղաբանությունը, դրա զարգացման ժամկետը կրճատվել է, այն դարձավ ավելի էժան:

RISC պրոցեսորների տեսքից հետո ստացան ավանդական պրոցեսորներ

cISC- ի նշանակումը - այսինքն `ամբողջական հրամաններով (ամբողջական հրահանգների հավաքածու):

Ներկայումս RISC պրոցեսորները տարածված են եղել: Բնութագրվում են ժամանակակից RISC պրոցեսորներ

Հաջորդը.

Թիմերի պարզեցված փաթեթ;

Օգտագործվում են ֆիքսված երկարության եւ ֆիքսված ձեւաչափի հրամաններ,

Հասցեի պարզ եղանակներ, որոնք թույլ են տալիս պարզեցնել վերծանման հրամանի տրամաբանությունը.

Հրամանների մեծ մասը կատարվում է պրոցեսորի մեկ ցիկլի համար.

Հրամանների տրամաբանական կատարումը արտադրողականությունը բարձրացնելու համար

կենտրոնացած է ապարատային եւ ոչ թե որոնվածի իրականացման վրա,

Չկան մակրո մակրո, բարդացնելով պրոցեսորի կառուցվածքը եւ

Իր գործունեության արագությունը.

rAM- ը սահմանափակվում է գործառնություններով

Տվյալների փոխանցում;

Վերամշակման համար, որպես կանոն, օգտագործվում են երեք աստղանի թիմեր

Բացի պարզեցնելուց `գաղտնագրումը հնարավորություն է տալիս ավելի շատ պահպանել

Գրանցամատյաններում փոփոխականների թիվը `առանց նրանց հետագա վերաբեռնելու;

Ստեղծեց հրամանների փոխանցող, թույլ տալով վերամշակել դրանցից մի քանիսը

միաժամանակ;

մեծ թվով գրանցամատյանների առկայություն.

Օգտագործեց գերարագ հիշողություն:

RISC պրոցեսորներում մեքենայական հրամանի մշակումը բաժանված է

Մի քանի քայլ, յուրաքանչյուր փուլ ծառայում է անհատական \u200b\u200bապարատին

Միջոցներ եւ կազմակերպված տվյալների փոխանցում մի փուլից մյուսը:

Այս արտադրողականությունը մեծանում է այն պատճառով, որ միեւնույն ժամանակ, մի քանի հրամաններ են իրականացվում փոխակրիչի տարբեր փուլերում:

Տիպիկ թիմի կատարումը կարելի է բաժանել հետեւյալ քայլերի.

Նմուշառումը, եթե - հրամանի հաշվիչով սահմանված հասցեում, հրամանը վերցվում է հիշողությունից.

3) նախկին շահագործման կատարումը, անհրաժեշտության դեպքում `հիշողությանը վերաբերելու համար` ֆիզիկական հասցեն հաշվարկելը.

4) Ինձ դիմեց հիշողություն ինձ.

5) հիշելով արդյունքը ՀԲ

RISC ճարտարապետության վերամշակում, գործադիր հրամանների մի շարք կրճատվում է նվազագույնի: Ավելի բարդ գործողություններ իրականացնելու համար հարկավոր է համատեղել հրամաններ: Այս դեպքում բոլոր հրամաններն ունեն ֆիքսված երկարության ձեւաչափ (օրինակ, 12, 14 կամ 16 բիթ), հիշատակի եւ դրա կատարման հրամանի ընտրությունը իրականացվում է համաժամացման մեկ ցիկլի (մարտավարություն): RISC պրոցեսորի հրամանատարական համակարգը ներառում է պրոցեսորի բոլոր գրանցամատյանների հավասար օգտագործման հնարավորությունը: Սա ապահովում է լրացուցիչ ճկունություն մի շարք գործողություններ կատարելու հարցում: RISC պրոցեսորի հետ MK- ն ընդգրկում է AVR AVR AVR, MK PIC16 եւ PIC17 ընկերությունները միկրոչիպի եւ այլոց:

Առաջին հայացքից, RISC պրոցեսորի հետ MK- ն պետք է ունենա ավելի բարձր ներկայացում, համեմատած C CISC MK- ի հետ `ներքին մայրուղու նույն ժամացույցի հաճախականությամբ: Այնուամենայնիվ, գործնականում կատարման հարցը ավելի բարդ է եւ երկիմաստ:

Նկար 2

Հարվարդի ճարտարապետությունը գրեթե չի օգտագործվել մինչեւ 70-ականների վերջը, մինչդեռ MK արտադրողները չեն հասկանում, որ այն որոշակի առավելություններ է տալիս մշակողներին Ինքնավար համակարգեր Վերահսկել:

Փաստն այն է, որ դատելով պատգամավորների օգտագործման փորձից `տարբեր առարկաներ կառավարելու համար, վերահսկողական ալգորիթմների մեծ մասի իրականացման համար ֆոն-Նմանովի ճարտարապետության նման առավելությունները, որպես ճկունություն եւ բազմակողմանիություն: Վերլուծում Իրական ծրագրեր Կառավարումը ցույց տվեց, որ MK տվյալների հիշողության պահանջվող քանակը, որն օգտագործվում է միջանկյալ արդյունքները պահելու համար, սովորաբար կարգի է մեծության պակաս, քան պահանջվող ծրագրի հիշողությունը: Այս պայմաններում մեկ հասցեի տարածքի օգտագործումը հանգեցրեց հրամանների ձեւաչափի բարձրացման `բարձրացնելով օպերարների լուծման համար լիցքաթափումների քանակը: Տվյալների ծավալի վերաբերյալ առանձին փոքր տվյալների օգտագործումը նպաստել է հրամանի երկարությունների կրճատմանը եւ տվյալների հիշողության մեջ արագացնել տեղեկատվության որոնումը:

Բացի այդ, Հարվարդի ճարտարապետությունը հնարավորություն է տալիս ավելի շատ ավելին Բարձր արագություն Ծրագրի իրականացումը `համեմատած Neumanovskaya ֆոնի հետ` զուգահեռ գործողությունների իրականացման հնարավորության պատճառով: Հաջորդ հրամանի ընտրությունը կարող է առաջանալ միաժամանակ նախորդի հետ, եւ հրամանի նմուշառման պահին պրոցեսորը դադարեցնելու անհրաժեշտություն չկա: Գործողությունների իրականացման այս մեթոդը թույլ է տալիս ապահովել տարբեր հրամանների կատարումը նույն թվով ժամացույցների համար, ինչը հնարավորություն է տալիս հեշտությամբ որոշել ծրագրի իրականացման եւ ծրագրի քննադատական \u200b\u200bհատվածների կատարման ժամանակը:

Ժամանակակից 8-բիթանոց MK- ի արտադրողների մեծ մասը օգտագործում են Հարվարդի ճարտարապետությունը: Այնուամենայնիվ, Հարվարդի ճարտարապետությունն այնքան ճկուն չէ ծրագրի որոշ ընթացակարգեր իրականացնելու համար: Հետեւաբար, MK- ի համեմատությունը, որը պատրաստված է տարբեր ճարտարապետությունների համաձայն, պետք է իրականացվի որոշակի դիմումի հետ կապված:

Բարի օր հարգելի ռադիոյի սիրողականներ:
Ողջույն ձեզ »կայքում" "

Microcontrollers

Միկրոկոնտրոլ (Micro Controller Unit, MCU) - Միկրոկրիկ, որը նախատեսված է էլեկտրոնային սարքերը վերահսկելու համար (Տես Նկար 1 ա): Բնորոշ միկրոկոնտրոլերը համատեղում է պրոցեսորի եւ ծայրամասային սարքերի գործառույթները, պարունակում է Օz (Գործառնական պահեստավորման սարք) կամ Ռոմ (Մշտական \u200b\u200bպահեստավորման սարք): Ըստ էության, սա փոքր համակարգիչ է, որը ունակ է որոշակի առաջադրանքներ կատարել:

Ժամանակակից միկրոկոնտրոլերի մեջ «հզոր» հաշվողական սարքի օգտագործումը, որը կառուցված է մեկ չիպի վրա մի ամբողջ հավաքածուի փոխարեն, զգալիորեն նվազեցնում է իր հիմքի վրա ստեղծված գործիքների չափը, էներգիայի սպառումը: Microcontrollers կարելի է գտնել գրեթե ցանկացած ժամանակակից էլեկտրոնային սարքում. Բջջային հեռախոսները, ֆոտո եւ վիդեո խցիկներ, հաշվիչներ, ժամեր, հեռուստացույցներ, մեդիա նվագարկիչներ, համակարգիչներ, արդյունաբերական, ավտոմոբիլային, ռազմական տեխնիկա եւ նույնիսկ էլեկտրական թեյեր:

Մինչ օրս կան մեծ թվով միկրոկոնտոլներ Տարբեր տեսակներ, Մշակողները ժողովրդականություն ունեն microcontrollers Rs Միկրոչիպի տեխնոլոգիա, ինչպես նաեւ AVR եւ ARM. Atmel կորպորացիա: Microcontroller- ին ստիպել կատարել առաջադրանքները, այն պետք է ծրագրավորվի `օգտագործելով հատուկ ծրագիր: Սովորաբար այն կցված է Հայեցակարգ եւ պարունակում է երկարաձգմամբ ֆայլով: Hex. Ավելի հաճախ այս ծրագիրը կոչվում է «որոնված» (որոնված): Տարբեր մանրադիտակներ գրված են տարբեր որոնված: Compure անկացած որոնվածը պարունակում է մեքենայի կոդեր, որոնք հասկանում են միկրոկոնտրոլերը: Բայց անձի համար դժվար է հիշել մենեջերների եւ համակարգի կոդերի համապատասխանությունը: Հետեւաբար, ծրագիրը առաջին անգամ գրված է ինչ-որ լեզվովԾրագրավորում (հավաքող, C), այնուհետեւ փոխանցվել է վերահսկիչ մեքենայի կոդերին `օգտագործելով թարգմանիչ ծրագիրը:

Ծրագրեր գրելու համար կա նաեւ հատուկ ծրագիր: Օրինակ, Winavr- ն օգտագործվում է AVR որոնիչների մշակման համար, որն ունի բոլոր անհրաժեշտ գործիքները, կազմող (C եւ C ++ լեզուների համար), ծրագրավորող, կարգաբերիչ, խմբագիր եւ այլն: Winavr- ը լայնորեն օգտագործվում է ամբողջ աշխարհում, ինչպես սիրահարներ, այնպես էլ մասնագետներ: Pic Microcontroller որոնվածը ստեղծելու համար կարող եք օգտագործել CCS PC Whd (նկարը կազմողի հետ) - C Կազմող S.- ը նույնը, ինչ նախորդ ծրագրաշարը պարունակում է այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է կատարել միկրոկոնտրոլներ:
«Ֆլեշ» միկրոկոնտրոլեր «խառնելու» համար անհրաժեշտ է ծրագրավորող (տես Նկար 16): Այն ծրագրային եւ ապարատային համալիր է, որը բաղկացած է ուղղակիորեն միկրոկոնտրոլեր համակարգչով միացնող սարքից եւ մի ծրագիր, որը վերահսկում է այս սարքը: Ծրագրավորողը մտնում է իր հիշողության մեջ միկրոկոնտրոլերի համար պատրաստված ծրագիր: Ծրագրավորողը կարելի է գնել կամ հավաքել ինքներդ:

Կան առանձին ծրագրավորողներ տարբեր տեսակի միկրոկոնտրոլերների, ինչպես նաեւ համընդհանուր, որոնք ունակ են բորբոքել այս չիպերի մեծ մասը: Վերջին ծրագրավորողների մինուսներից մեկը բարձր գին է:

Միկրոկոնտրոլների դասակարգում եւ կառուցվածք: Microcontroller պրոցեսորի միջուկի կառուցվածքը, դրա գործունեության հիմնական բնութագրերը: Պրոցեսորի մոդուլի ճարտարապետությունը, ինտեգրված հիշողության չափը եւ տեսակը, ծայրամասային սարքերի մի շարք, տների տեսակը:

Ուղարկեք ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում պարզ է: Օգտագործեք ստորեւ նշված ձեւը

Ուսանողներ, շրջանավարտ ուսանողներ, երիտասարդ գիտնականներ, ովքեր իրենց ուսման մեջ օգտագործում են գիտելիքների բազան եւ իրենց ուսումը, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ համար:

Ներածություն

2. Հատուկ մաս
2.2 RISC ճարտարապետություն:
2.3 միկրոկոնտրոլեր S.Դիսկինջ ճարտարապետություն
Եզրակացություն

Ներածություն

Microcontroller- ը (MCU) միկրոկուցված է, որը նախատեսված է էլեկտրոնային սարքերը կառավարելու համար: Սովորական միկրոկոնտրոլերը համատեղում է պրոցեսորի եւ ծայրամասային սարքերի գործառույթները, կարող է պարունակել RAM եւ ROM: Ըստ էության, սա մեկ չիպային համակարգիչ է, որը ունակ է կատարել պարզ առաջադրանքներ: Մեկ չիպի օգտագործումը, մի ամբողջ հավաքածուի փոխարեն, ինչպես անհատական \u200b\u200bհամակարգիչներում օգտագործվող սովորական պրոցեսորների դեպքում, զգալիորեն նվազեցնում է միկրոկոնտրոլերի հիման վրա կառուցված սարքերի չափը, էլեկտրահարդարը: Microcontrollers- ը հիմք է հանդիսանում ներկառուցված համակարգեր կառուցելու համար, դրանք կարելի է գտնել բազմաթիվ ժամանակակից սարքերում, ինչպիսիք են հեռախոսները, Լվացքի մեքենաներ Եվ այլն «Microcontroller» (MK) տերմինը տեղահանեց նախկինում օգտագործված «մեկ պոչի միկրո-համակարգչ» տերմինը սպառումը: Մեկ չիպի միկրո-համակարգչի համար առաջին արտոնագիրը տրվել է 1971 թ., Տեխասի գործիքների աշխատակիցների ինժեներներ Մ. Քոչենի եւ Գ. Բունի կողմից: Հենց նրանք էին, ովքեր մեկ բյուրեղապակի վրա էին առաջարկում ոչ միայն միկրոպրոցեսորը, այլեւ հիշողությունը, ես / o սարքերը: Մեկ չիպի միկրո-համակարգչի գալուստով կառավարման ոլորտում համակարգչային ավտոմատացման դարաշրջանը պարտադիր է: Ըստ երեւույթին, այս հանգամանքը եւ որոշեց «միկրոկոնտրոլեր» տերմինը (վերահսկողություն - վերահսկողություն): 1979-ին NII TT- ն մշակել է մեկ chip 16-bit համակարգչային K1801V1, որի ճարտարապետությունը կոչվում էր «NC Electronics»: 1980-ին Intel- ը արտադրում է I8048 Microcontroller- ը: Մի փոքր անց, նույն տարում Intel- ը արտադրում է հետեւյալ միկրոկոնտրոլը. I8051: Ծայրամասային սարքերի հաջող հավաքածու, արտաքին կամ ներքին ծրագրային ապահովման հիշողության ճկուն ընտրության հնարավորությունը եւ Ընդունելի գին Շուկայում տրամադրեց այս միկրոկոնտրոլերի հաջողությունը: Տեխնոլոգիայի տեսանկյունից Microcontroller I8051- ը իր ժամանակի համար շատ բարդ արտադրանք էր. Բյուրեղում օգտագործվել է 128 հազար տրանզիստեր, որոնք 4 անգամ գերազանցել են տրանզիստորների քանակը 16-բիթանոց միկրոպրոցեսոր:

1. Ընդհանուր մասը

1.1 Միկրոկոնտրոլների դասակարգում եւ կառուցվածք

Ներկայումս արտադրվում են MK մի շարք տեսակներ: Այս բոլոր սարքերը կարելի է բաժանել երեք հիմնական դասի.

8-բիթանոց MK ներկառուցված ծրագրերի համար.

16 - եւ 32-բիթանոց MK;

Թվային ազդանշանային պրոցեսորներ (DSP):

MK Family- ի ամենատարածված ներկայացուցիչը 8-բիթանոց սարքեր լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերության, տնային տնտեսության եւ Համակարգչային տեխնիկ, Նրանք իրենց զարգացման մեջ են անցել ամենապարզ սարքերից `համեմատաբար թերզարգացած ծայրամասով` ժամանակակից բազմաֆունկցիոնալ վերահսկիչների հետ, որոնք ապահովում են իրական ժամանակի վերահսկման բարդ ալգորիթմների իրականացումը: 8-բիթանոց MK- ի կենսունակության պատճառը նրանցն օգտագործելն իրական օբյեկտներ կառավարելու համար, որոնք հիմնականում օգտագործվում են հիմնականում ալգորիթմներ Տրամաբանության գործողություններ, որի վերամշակման մակարդակը գործնականում անկախ է պրոցեսորի լիցքաթափումից:

8-բիթանոց MK- ի ժողովրդականության աճը նպաստում է այնպիսի հայտնի ընկերությունների կողմից արտադրված արտադրանքի տիրույթի շարունակական ընդլայնմանը, ինչպիսիք են Motorola, Microchip, Intel, Zilog, Atmel եւ շատ ուրիշներ: Ժամանակակից 8-բիթանոց MK- ն ունի, որպես կանոն, մի շարք տարբերակիչ հատկություններ: Մենք նշում ենք հիմնականը.

Մոդուլային կազմակերպություն, որում MK- ի մի շարք (տող) տարբերվում է մեկ պրոցեսորի միջուկի (կենտրոնական պրոցեսոր) հիման վրա տարբերվում է տվյալների հիշողության քանակով, ծայրամասային մոդուլների մի շարք, համաժամացման հաճախականության:

mK- ի փակ ճարտարապետության օգտագործումը, որը բնութագրվում է MK տանիքի ելքերի հասցեների եւ տվյալների բացակայությամբ: Այսպիսով, MK- ն տվյալների մշակման ամբողջական համակարգ է, որն ավելացնում է հասցեի եւ տվյալների զուգահեռ ավտոճանապարհների օգտագործումը.

Օգտագործելով բնորոշ ֆունկցիոնալ ծայրամասային մոդուլներ (ժամանակաչափեր, միջոցառումների պրոցեսորներ, սերիական միջերեսներ, անալոգային թվային փոխարկիչներ եւ այլն), տարբեր արտադրողների MK- ի աշխատանքային ալգորիթմների փոքր տարբերություններ ունենալը.

Ծայրամասային մոդուլների գործառնական ռեժիմների քանակի ընդլայնում, որոնք նշված են MK- ի հատուկ գործառույթների գրանցամատյանների նախաստորագրման գործընթացում:

Կառուցապատման մոդուլային սկզբունքով մեկ ընտանիքի բոլոր մկանները պարունակում են պրոցեսորի միջուկ, նույնը այս ընտանիքի բոլոր մկերի համար, եւ փոփոխական գործառույթի բլոկ, որը առանձնացնում է տարբեր մոդելների մկ: Պրոցեսորային միջուկը ներառում է. cPU; Ներքին վերահսկիչը (VKM) որպես հասցեի, տվյալների եւ վերահսկման անվադողի մաս. Համաժամացման սխեմայի MK; MK Operation ռեժիմների կառավարման սխեման, ներառյալ էներգիայի ցածր ռեժիմների աջակցությունը, նախնական գործարկումը (վերակայումը) եւ այլն:

Փոփոխվող ֆունկցիոնալ բլոկը ներառում է հիշողության մոդուլներ տարբեր տեսակի եւ ծավալը, I / O նավահանգիստներ, ժամացույցի գեներատորի մոդուլներ (G), ժամանակաչափեր: Համեմատաբար պարզ MK- ում ընդհատվող բեռնաթափման մոդուլը պրոցեսորի միջուկի մի մասն է: Ավելի բարդ MK- ում դա առանձին մոդուլ է `առաջատար հատկություններով: Փոփոխական գործառույթի բլոկը կարող է ներառել նման լրացուցիչ մոդուլներ, ինչպիսիք են լարման համեմատող, անալոգային թվային փոխարկիչներ (ADC) եւ այլն: Յուրաքանչյուր մոդուլ նախատեսված է աշխատել որպես ԲԿ մաս, հաշվի առնելով VKM արձանագրությունը: Այս մոտեցումը Թույլ է տալիս ստեղծել մի շարք MC կառույցներ մեկ ընտանիքի մեջ:

1.2 Միկրոկոնտրոլերային պրոցեսորի միջուկի կառուցվածքը

Հիմնական բնութագրերը, որոնք որոշում են MK պրոցեսորի միջուկի կատարումը.

Միջանկյալ տվյալներ պահելու համար գրանցամատյաններ.

պրոցեսորի հրամանի համակարգ;

Հիշողության տարածքում օպերային դիմելու մեթոդներ.

Թիմի նմուշառման եւ կատարման կազմակերպում:

Օպերայների դիմելու եւ մեթոդների դիմումների համակարգի տեսանկյունից, ժամանակակից 8-բիթանոց MK պրոցեսորը իրականացնում է շենքի պրոցեսորների երկու սկզբունքներից մեկը.

Այսպես կոչված ամբողջական հրամանի համակարգը իրականացնող CISC-Architecture պրոցեսներ (բարդ հրահանգների հավաքածու).

risc-Architecture պրոցեսորներ, որոնք իրականացնում են կրճատված հրամանի համակարգ (կրճատված ցուցումներ սահմանված համակարգիչ):

CISC պրոցեսորները կատարում են թիմերի մեծ շարք `առաջադեմ դիմող հնարավորություններով, ծրագրավորողին հնարավորություն տալով ընտրել անհրաժեշտ գործողությունը կատարելու առավել հարմար հրաման: 8-բիթանոց MC- ի նկատմամբ կիրառված, CISC ճարտարապետությամբ պրոցեսորը կարող է ունենալ մեկ բայթ, երկկողմանի եւ երեք հեծանիվ (հազվագյուտ քառանկյուն) հրամանի ձեւաչափ: Հրամանի կատարման ժամանակը կարող է լինել 1-ից 12 ցիկլ: CISC ճարտարապետության հետ MK- ն ընդգրկում է Intel ընկերության MK- ն MCS-51 միջուկով, որոնք ներկայումս աջակցվում են NS05, NS08 եւ NS11- ի մի շարք արտադրողների կողմից motorola եւ մի շարք ուրիշներ:

Ժամանակակից 8-բիթանոց MK- ի ընտրանքային գործընթացների կազմակերպման եւ թիմի գործընթացում կազմակերպելու տեսանկյունից, որոնք արդեն նշվում են, որ ներկայումս նշվում է. «Նիդանանովսկայա» (Պրինցետոն) կամ Հարվարդի տարածաշրջանը կիրառվում է:

Նախապատմության ճարտարապետության հիմնական առավելությունը `Neiman- ը MPS սարքի պարզեցումն է, քանի որ այն իրականացվում է միայն մեկ ընդհանուր հիշողությամբ: Բացի այդ, միասնական հիշողության տարածքի օգտագործումը հնարավորություն տվեց արագ վերաբաշխել ռեսուրսները ծրագրերի եւ տվյալների ոլորտների միջեւ, ինչը զգալիորեն բարձրացրեց IPU- ի ճկունությունը ծրագրային ապահովման ծրագրերի տեսանկյունից: Տեղադրումը տեղադրելով ընդհանուր հիշողության մեջ, որը հեշտացրեց իր բովանդակությունը: Պատահական չէ, որ ֆոն-Նումանովսկի ճարտարապետությունը դարձել է հիմնական ճարտարապետությունը Ունիվերսալ համակարգիչներ, ներառյալ անհատական \u200b\u200bհամակարգիչները:

Փաստն այն է, որ դատելով պատգամավորների օգտագործման փորձից `տարբեր առարկաներ կառավարելու համար, վերահսկողական ալգորիթմների մեծ մասի իրականացման համար ֆոն-Նմանովի ճարտարապետության նման առավելությունները, որպես ճկունություն եւ բազմակողմանիություն: Իրական կառավարման ծրագրերի վերլուծությունը ցույց տվեց, որ MK տվյալների հիշողության պահանջվող քանակը, որն օգտագործվում է միջանկյալ արդյունքները պահելու համար, սովորաբար կարգի կարգը է, քան պահանջվող ծրագրային հիշողությունը: Այս պայմաններում մեկ հասցեի տարածքի օգտագործումը հանգեցրեց հրամանների ձեւաչափի աճի, բարձրացնելով օպերային դիմելու համար լիցքաթափումների քանակը: Տվյալների ծավալի վերաբերյալ առանձին փոքր տվյալների օգտագործումը նպաստել է հրամանի երկարությունների կրճատմանը եւ տվյալների հիշողության մեջ արագացնել տեղեկատվության որոնումը:

Ներկայումս SISC- ի եւ RISC- ի միկրոկոնտոլտների ամենաառաջադրող ներկայացուցիչները, Նիմանովսկայա եւ Հարվարդի ճարտարապետությունները, Microcontrollers I8051 եւ AVR - Atvel Microcontrollers, որոնք գերազանցում են շատ հայտնի նկարները. Microcontrollers: Հետեւաբար, մենք համարում ենք վերը նշված ներկայացուցիչների կազմակերպումը եւ սարքը:

2. Հատուկ մաս

2.1 CISC եւ RISC պրոցեսորի ճարտարապետություն

Համակարգչային արդյունաբերության կողմից համակարգչային արդյունաբերության կողմից օգտագործվող հրամանների երկու հիմնական ճարտարապետությունները `հաշվողական սարքավորումների զարգացման ժամանակակից փուլում, CISC եւ RISC ճարտարապետություններ են: CYC արտարապետության հիմնադիր - Compord անապարհների ամբողջական փաթեթով ճարտարապետություն (CISC - ամբողջական հրահանգների հավաքածու համակարգիչ) կարող է համարվել IBM իր հիմնական IBM / 360 ճարտարապետությամբ, որի միջուկը օգտագործվում է 1964 թվականից եւ հասել է մեր օրերին , նման ժամանակակից հիմնական ցանցերում, ինչպես IBM ES / 9000:

Քննարկվում է միկրոպրոցեսորների մշակման առաջատարը intel. Microprocessors x86 եւ Pentium: Սա գործնականում ստանդարտ է միկրոպրոցեսորային շուկայի համար: RISC պրոցեսորի ճարտարապետության պարզությունը ապահովում է իր կոմպակտությունը, բյուրեղի սառեցման հետ կապված խնդիրների գործնական բացակայությունը, որը Intel պրոցեսորների վերամշակում է, համառորեն հավատարիմ մնալ CISC արտարապետության զարգացմանը: Cisc-Architecture ռազմավարության ձեւավորումը տեղի է ունեցել «ծանրության կենտրոնը» տվյալների մշակման տեխնոլոգիական հնարավորության պատճառով ծրագրային ապահովման մակարդակից մինչեւ ապարատային փոխանցում, քանի որ CISC համակարգչի հիմնական արդյունավետության ուղին է տեսել պարզեցնող բաղադրիչների համար եւ նվազագույնի հասցնելով գործադիր մոդուլը: Մինչ օրս CISC պրոցեսորները գրեթե մենաշնորհ են համակարգչային շուկայի ոլորտում Անհատական \u200b\u200bհամակարգիչներԱյնուամենայնիվ, RISC պրոցեսորները հավասար չեն բարձրորակ սերվերների եւ աշխատատեղերի ոլորտում: Հիարքի ճարտարապետության հիմնական առանձնահատկությունները բնույթով, CISC ճարտարապետության առանձնահատկությունները ցուցադրվում են հետեւյալ կերպ (Աղյուսակ 1).

Աղյուսակ 1. Archit արտարապետության հիմնական հատկությունները

RISC ճարտարապետության կարեւոր առավելություններից մեկը թվաբանական հաշվարկների մեծ արագությունն է: RISC պրոցեսորներն առաջինն էին, որ հասան ամենատարածված IEEE 754 ստանդարտ կարգավորող 32-բիթանոց ձեւաչափի, ֆիքսված կետով եւ 64-բիթանոց «ամբողջական ճշգրտությամբ» ձեւաչափով թվերը ներկայացնելու համար: Բարձր արագությամբ կատարումը Թվաբանական գործողություններ Հաշվարկների բարձր ճշգրտությամբ զուգորդվում է անվերապահ ղեկավարության ռիսգրային պրոցեսորներ, որոնք արագանում են CISC պրոցեսորների համեմատությամբ:

RISC պրոցեսորների մեկ այլ առանձնահատկությունն այն միջոցների բարդույթ է, որը ապահովում է թվաբանական սարքերի չկանգնեցված շահագործում. Մասնաճյուղերի դինամիկ կանխատեսման մեխանիզմ, մեծ թվով գործառնական գրանցամատյաններ, բազմաբնակարան ներկառուցված քեշի հիշողություն:

Գրանցամատյան կառույցի կազմակերպումը հիմնական առավելությունն ու հիմնական խնդիրն է: RIC- ի ճարտարապետության գրեթե ցանկացած իրականացում օգտագործում է եռակի վերամշակման գործողություններ, որոնցում արդյունքը եւ երկու օպերան ունեն անկախ դիմում - R1: \u003d R2, R3: Սա թույլ է տալիս ընտրել օպերաներ հասցեական գործառնական գրանցամատյաններից, առանց զգալի ժամանակ ծախսելու եւ գրելու գործողությունների արդյունքը գրանցամատյանում: Բացի այդ, եռակի գործողությունները կազմում են Compiler ավելի մեծ ճկունություն, որը համեմատած CYC արտարապետության «Գրանցվել-հիշողություն» տիպի նմուշի հետ: «Գրանցվել - Գրանցվել» գերարագ թվաբանական գործառույթի տիպի համադրությամբ դառնում է պրոցեսորի գործունեության բարելավման շատ հզոր միջոց:

Միեւնույն ժամանակ, գրանցամատյանների աջակցությունը Աքիլլեսի հինգերորդ հորեխաղարն է: Խնդիրն այն է, որ առաջադրանքի կատարման գործընթացում RISC համակարգը բազմիցս ստիպված է թարմացնել պրոցեսորի գրանցամատյանների բովանդակությունը եւ նվազագույն ժամանակում, որպեսզի չթողնի թվաբանական սարքի երկարաժամկետ հեռանկար: C CISC համակարգերի համար նման խնդիր գոյություն չունի, քանի որ գրանցամատյանների փոփոխությունը կարող է առաջանալ «Հիշողության հիշողություն» ձեւաչափի հրամանի վերամշակման ֆոնին:

RISC ճարտարապետության մեջ փոփոխվող ռեկորդների փոփոխման խնդիրը լուծելու համար կա երկու մոտեցում. Ռիսկ -1 եւ Ռիսկ -2 2 նախագծերում առաջարկվող ապարատը եւ IVM եւ Sectford համալսարանի մասնագետների կողմից մշակված ծրագիրը: Դրանց հիմնական տարբերությունն այն է, որ ապարատային լուծումը հիմնված է ընթացակարգերը զանգահարելու ժամանակը նվազեցնելու ցանկության վրա `տեղադրելով լրացուցիչ պրոցեսորային սարքավորումներ, մինչդեռ Ծրագրային ապահովման լուծում Այն հիմնված է կազմողի հնարավորությունների վրա եւ ավելի տնտեսական է պրոցեսորի սարքավորումների տեսանկյունից:

2.2 RISC ճարտարապետություն:

20-րդ դարի 70-ականներին գիտնականները առաջ են քաշել միկրոպրոցեսոր ստեղծելու հեղափոխական գաղափար, «հասկանալով» միայն թիմերի նվազագույն քանակը:

Ըստ IDC- ի անկախ ընկերության, 1992-ին Sparc Architect- ը զբաղեցնում էր շուկայի 56% -ը, այնուհետեւ հետեւում էր MIPS- ին `15% եւ PA-RISC - 12.2%

RISC պրոցեսորների հիմնական առանձնահատկությունները.

Հրամանների կրճատված փաթեթ (80-ից 150 հրամաններից):

Թիմերի մեծ մասը կատարվում է 1 մարտավարության համար:

Ընդհանուր նշանակության մեծ թվով գրանցամատյաններ:

Կոշտ բազմաշերտ փոխակրիչների առկայություն:

Բոլոր հրամաններն ունեն պարզ ձեւաչափ, եւ օգտագործվում են դիմումների մի քանի մեթոդներ:

Հանգստի առանձին քեշի առկայությունը:

Կոմպլեկտների օպտիմիզացման օգտագործումը, որոնք վերլուծում են աղբյուրի կոդը եւ մասամբ փոխում են հրամանի կարգը:

3-րդ սերնդի RISC պրոցեսորներ

RISC պրոցեսորի խոշոր մշակողները համարվում են Sun Microsystems (Sparc Architecture - Ultra Sparc), IBM (Power Multi-Chisty պրոցեսորներ, Single-Chip PowerPCC - PowerPC 620), MIPS Technologies (RXX00 - R 100,000) Ընտանեկան), ինչպես նաեւ Hewlett-Packard (PA-Risc - PA-8000 ճարտարապետություն):

Բոլոր երրորդ սերնդի RISC պրոցեսորները.

64-բիթանոց բիթանոց եւ գերհզորացում են (ոչ պակաս, քան 4 թիմ).

ներկառուցված փոխակրիչ բլոկներ լողացող կետի թվաբանական;

ունեն բազմամակարդակ քեշի հիշողություն: Risc պրոցեսորների մեծ մասը քեշի նախապես վերծանված հրամաններ;

Դրանք արտադրվում են CMOS տեխնոլոգիայում `մետաղամշակման 4 շերտերով:

Տվյալները մշակելու համար կիրառվում է մասնաճյուղերի դինամիկ կանխատեսման ալգորիթմը եւ գրանցամատյանների վերանշանակման մեթոդը, ինչը թույլ է տալիս իրականացնել հրամանների արտակարգ կատարումը:

RISC պրոցեսորների կատարման բարձրացումը հասնում է Crystal սխեմայի ժամացույցի հաճախականության եւ բարդությունների բարձրացման միջոցով: Առաջին ուղղության ներկայացուցիչներն են ընկերության Alpha պրոցեսորները Դեկում, ամենադժվարը մնում է Hewlett-Packard պրոցեսորներ:

RISC ճարտարապետության հիմնական առավելությունները հետեւյալ հատկությունները հետեւյալն են.

Ընդհանուր նշանակության մեծ թվով գրանցամատյաններ:

Բոլոր միկրոարքացիաների համընդհանուր ձեւաչափը:

Բոլոր մեքենայի հրամաններ կատարելու համար հավասար ժամանակ:

Տվյալների փոխանցման գրեթե բոլոր գործարքները իրականացվում են Route Register - Գրանցվել:

Բոլոր մեքենայի հրամանների կատարման հավասար ժամանակը թույլ է տալիս մշակել փոխանցման հրահանգների հոսքը փոխակրիչի սկզբունքով, I.E: Կատարվում է ապարատային մասերի համաժամացում, հաշվի առնելով վերահսկողության հաջորդական փոխանցումը մեկ ապարատային բլոկից մյուսը:

Ապարատային բլոկներ RISC ճարտարապետության մեջ.

Հրահանգների բեռնման ստորաբաժանումը ներառում է հետեւյալ բաղադրիչները. Հրահանգների հիշողությունից հրահանգների նմուշի ստորաբաժանում, հրահանգների գրանցում, որտեղ ցուցումն է տեղադրվում իր նմուշից եւ հրահանգների վերծանման ստորաբաժանումից հետո: Այս փուլը կոչվում է հրահանգների նմուշառման փուլ:

Ընդհանուր նշանակության գրանցամատյանները գրանցման կառավարման բլոկների հետ համատեղ ձեւավորում են փոխակրիչի երկրորդ փուլը, որը պատասխանատու է հրահանգների ընթերցման օպերաներին: Օպերաները կարող են պահվել հրահանգներում կամ ընդհանուր նպատակների գրանցամատյաններից մեկում: Այս փուլը կոչվում է օպերայի նմուշառման քայլ:

Ընդհանուր առմամբ գրանցումների հավաքածու, ռեկորդային տրամաբանությունը եւ երբեմն RAM- ը կազմում են տվյալների պահպանման մակարդակը: Այս փուլում հրահանգների արդյունքները գրանցվում են Ընդհանուր նպատակներով գրանցամատյաններում կամ հիմնական հիշողության մեջ:

Այսպիսով, Intel 486DX- ից սկսած ժամանակակից միկրոպրոցեսորների ամենաարդիական միջուկները պատրաստված են RISC ճարտարապետությամբ `աջակցությամբ արտաքին Intel X86 ինտերֆեյսի համար: Բացի այդ, միկրոկտրոլների ճնշող մեծամասնությունը, ինչպես նաեւ որոշ միկրոպրոցեսորներ արտադրվում են RISC ճարտարապետության կողմից:

Ժամանակակից RISC պրոցեսորի մեջ օգտագործվում են ոչ պակաս, քան 32 գրանցամատյան, հաճախ

Ավելի քան 100, իսկ դասական Tsmm- ում սովորաբար 8-16 ընդհանուր գրանցամատյաններ

Նպատակը: Արդյունքում, պրոցեսորը 20% -30% պակաս է, ավելի քիչ է վերաբերում

rAM, որը նույնպես բարձրացրեց տվյալների մշակման արագությունը: Բացի այդ

Բացի այդ, մեծ թվով գրանցամատյանների ներկայությունը պարզեցնում է կոմպիլյատորի աշխատանքը `փոփոխականների ներքո գրանցամատյանների բաշխման վերաբերյալ: Պարզեցվել է մեկ ինտեգրված միացման ձեւով կատարված պրոցեսորի տեղաբանությունը, դրա զարգացման ժամկետը կրճատվել է, այն դարձավ ավելի էժան:

RISC պրոցեսորների տեսքից հետո ստացան ավանդական պրոցեսորներ

cISC- ի նշանակումը - այսինքն `ամբողջական հրամաններով (ամբողջական հրահանգների հավաքածու):

Ներկայումս RISC պրոցեսորները տարածված են եղել: Բնութագրվում են ժամանակակից RISC պրոցեսորներ

Հաջորդը.

Թիմերի պարզեցված փաթեթ;

Օգտագործվում են ֆիքսված երկարության եւ ֆիքսված ձեւաչափի հրամաններ,

Հասցեի պարզ եղանակներ, որոնք թույլ են տալիս պարզեցնել վերծանման հրամանի տրամաբանությունը.

Հրամանների մեծ մասը կատարվում է պրոցեսորի մեկ ցիկլի համար.

Հրամանների տրամաբանական կատարումը արտադրողականությունը բարձրացնելու համար

կենտրոնացած է ապարատային եւ ոչ թե որոնվածի իրականացման վրա,

Չկան մակրո մակրո, բարդացնելով պրոցեսորի կառուցվածքը եւ

Իր գործունեության արագությունը.

rAM- ը սահմանափակվում է գործառնություններով

Տվյալների փոխանցում;

Վերամշակման համար, որպես կանոն, օգտագործվում են երեք աստղանի թիմեր

Բացի պարզեցնելուց `գաղտնագրումը հնարավորություն է տալիս ավելի շատ պահպանել

Գրանցամատյաններում փոփոխականների թիվը `առանց նրանց հետագա վերաբեռնելու;

Ստեղծեց հրամանների փոխանցող, թույլ տալով վերամշակել դրանցից մի քանիսը

միաժամանակ;

մեծ թվով գրանցամատյանների առկայություն.

Օգտագործեց գերարագ հիշողություն:

RISC պրոցեսորներում մեքենայական հրամանի մշակումը բաժանված է

Մի քանի քայլ, յուրաքանչյուր փուլ ծառայում է անհատական \u200b\u200bապարատին

Միջոցներ եւ կազմակերպված տվյալների փոխանցում մի փուլից մյուսը:

Այս արտադրողականությունը մեծանում է այն պատճառով, որ միեւնույն ժամանակ, մի քանի հրամաններ են իրականացվում փոխակրիչի տարբեր փուլերում:

Տիպիկ թիմի կատարումը կարելի է բաժանել հետեւյալ քայլերի.

Նմուշառումը, եթե - հրամանի հաշվիչով սահմանված հասցեում, հրամանը վերցվում է հիշողությունից.

2) ID հրամանի վերծանում - պարզաբանել դրա իմաստը, գրանցամատյաններից օպերաների նմուշը.

3) նախկին շահագործման կատարումը, անհրաժեշտության դեպքում `հիշողությանը վերաբերելու համար` ֆիզիկական հասցեն հաշվարկելը.

4) Ինձ դիմեց հիշողություն ինձ.

5) հիշելով արդյունքը ՀԲ

Առաջին հայացքից, RISC պրոցեսորի հետ MK- ն պետք է ունենա ավելի բարձր ներկայացում, համեմատած C CISC MK- ի հետ `ներքին մայրուղու նույն ժամացույցի հաճախականությամբ: Այնուամենայնիվ, գործնականում կատարման հարցը ավելի բարդ է եւ երկիմաստ:

Նկար.2 Կառուցվածքը MK- ով `RISC ճարտարապետությամբ

Հարվարդի ճարտարապետությունը գրեթե չի օգտագործվել մինչեւ 70-ականների վերջը, մինչդեռ MK արտադրողները չեն հասկանում, որ այն որոշակի առավելություններ է տալիս ինքնավար կառավարման համակարգերի մշակողներին:

Փաստն այն է, որ դատելով պատգամավորների օգտագործման փորձից `տարբեր առարկաներ կառավարելու համար, վերահսկողական ալգորիթմների մեծ մասի իրականացման համար ֆոն-Նմանովի ճարտարապետության նման առավելությունները, որպես ճկունություն եւ բազմակողմանիություն: Իրական կառավարման ծրագրերի վերլուծությունը ցույց տվեց, որ MK տվյալների հիշողության պահանջվող քանակը, որն օգտագործվում է միջանկյալ արդյունքները պահելու համար, սովորաբար կարգի կարգը է, քան պահանջվող ծրագրային հիշողությունը: Այս պայմաններում մեկ հասցեի տարածքի օգտագործումը հանգեցրեց հրամանների ձեւաչափի բարձրացման `բարձրացնելով օպերարների լուծման համար լիցքաթափումների քանակը: Տվյալների ծավալի վերաբերյալ առանձին փոքր տվյալների օգտագործումը նպաստել է հրամանի երկարությունների կրճատմանը եւ տվյալների հիշողության մեջ արագացնել տեղեկատվության որոնումը:

Բացի այդ, Հարվարդի ճարտարապետությունն ապահովում է ծրագրի հնարավոր ավելի բարձր արագությունը, համեմատած Neumanovskaya ֆոնի հետ `զուգահեռ գործողությունների իրականացման հնարավորության պատճառով: Հաջորդ հրամանի ընտրությունը կարող է առաջանալ միաժամանակ նախորդի հետ, եւ հրամանի նմուշառման պահին պրոցեսորը դադարեցնելու անհրաժեշտություն չկա: Գործողությունների իրականացման այս մեթոդը թույլ է տալիս ապահովել տարբեր հրամանների կատարումը նույն թվով ժամացույցների համար, ինչը հնարավորություն է տալիս հեշտությամբ որոշել ծրագրի իրականացման եւ ծրագրի քննադատական \u200b\u200bհատվածների կատարման ժամանակը:

Ժամանակակից 8-բիթանոց MK- ի արտադրողների մեծ մասը օգտագործում են Հարվարդի ճարտարապետությունը: Այնուամենայնիվ, Հարվարդի ճարտարապետությունն այնքան ճկուն չէ ծրագրի որոշ ընթացակարգեր իրականացնելու համար: Հետեւաբար, MK- ի համեմատությունը, որը պատրաստված է տարբեր ճարտարապետությունների համաձայն, պետք է իրականացվի որոշակի դիմումի հետ կապված:

2.3 Microcontroller RISC ճարտարապետությամբ

Pic16c71- ը վերաբերում է միկրոկոնտրոլերային CMOS ընտանիքին: Այն բնութագրվում է նրանով, որ այն ունի ներքին 1k x 14 բիթային EPROM ծրագրերի համար, 8-բիթանոց տվյալներ եւ 64 բայթ ներկառուցված անալոգային փոխարկիչ: Տարբերվում է ցածր գնով եւ բարձր արդյունավետությամբ:

Օգտվողները, ովքեր ծանոթ են Pic16C5x ընտանիքին, կարող են տեսնել

Նախկինում արտադրված վերահսկիչներից նոր տարբերակված տարբերակների ցուցակը:

Բոլոր հրամանները բաղկացած են մեկ բառից (14 բիթ լայնությունից) եւ կատարվում են մեկ ցիկլի մեջ (200 NS 20 ՄՀց), բացառությամբ երկու ցիկլով (400 NS) անցումային հրամանների:

Pic16C71- ը ընդհատում է, որը հարուցվում է չորս աղբյուրներից եւ

Ութ մակարդակի ապարատային կեռ:

Ծայրամասերները ներառում են 8-բիթանոց ժմչփ / մետր `8-բիթով

Ծրագրավորվող նախնական բաժանարար (իրականում 16 - Bit Timer),

Երկկողմանի I / O եւ ութ Bit ADC- ի 13 տող: Բարձր

բեռի հզորությունը (25 Ma Max. հոսող հոսանք, 20 Ma Max. հոսում

ընթացիկ) մուտքային / ելքային գծերը պարզեցնում են արտաքին վարորդներին եւ, այսպիսով, նվազում են

Համակարգի ընդհանուր արժեքը:

ADC- ն ունի չորս ալիքներ, նմուշառման եւ պահպանման սխեմա, լուծելով 8-ը

Քիչ, ոչ ավելի, քան մեկ երիտասարդ լիցքաթափման սխալ: Միջին ժամանակը

30 մկների վերափոխում, ներառյալ նմուշառման ժամանակը:

Pic16c71 սերիան հարմար է դիմումի կիրառման լայն տեսականի:

Ավտոմեքենաների եւ էլեկտրական շարժիչների բարձր արագությամբ կառավարում `տնտեսական հեռակառավարիչների, սարքեր եւ միացված

վերամշակողներ: ROM- ի ներկայությունը թույլ է տալիս կարգաբերել կիրառական պարամետրերը

Ծրագրեր (հաղորդիչի կոդեր, շարժիչի արագություն, ստացողի հաճախականություն եւ այլն):

Բնակարանների փոքր չափերը, ինչպես կանոնավոր, այնպես էլ մակերեսային մոնտաժի համար, այս շարքը դարձնում են Microcontrollers- ի այս շարքը դյուրակիր ծրագրերի համար:

Low ածր գինը, ծախսարդյունավետությունը, արագությունը, օգտագործման հեշտությունը եւ I / O F կունությունը Pic16C71- ը գրավիչ են դարձնում նույնիսկ այն վայրերում, որտեղ չեն օգտագործվում միկրոկրոնտրներ: Օրինակ, ժմչփերը, փոխարինելով կոշտ տրամաբանությունը խոշոր համակարգերում, Coprocessors- ում:

Microcontroller- ը ունի.

Ընդամենը 35 պարզ հրաման.

Բոլոր հրամաններն իրականացվում են մեկ ցիկլի մեջ (200NS), բացառությամբ անցումային հրամանների - 2

ցիկլ;

Գործառնական հաճախականությունը 0 Հց ... 20 ՄՀց (Min 200 NS թիմային ցիկլ)

14 - Bit հրամաններ;

8 - Բիտ տվյալներ;

36 x 8 Ընդհանուր օգտագործման գրանցամատյաններ.

15 SFR հատուկ ապարատային գրանցամատյաններ.

Ութ մակարդակի ապարատային կեռ;

Տվյալների եւ թիմերի ուղղակի, անուղղակի եւ հարաբերական հասցե.

Ընդմիջման չորս աղբյուր.

Արտաքին մուտք INT.

overflow Timer RTCC.

Ընդհատել անալոգային թվային փոխարկումը լրացնելիս

Ընդհատել, երբ ազդանշաններ եք փոխել Port Lines B.

Մանրադիտակներ, Միկրոկոնտրոլերի մուտքագրում եւ եզրակացություն ունի.

13 մուտքային ելքային գծեր `անհատական \u200b\u200bկազմով.

Հոսում / հոսող հոսանքը `LED- ները վերահսկելու համար

, Առավելագույն հոսող հոսանք - 25 մա

, Առավելագույն հոսող հոսանք - 20 մա

8 - Bit Timer / RTCC հաշվիչ 8-բիթանոց ծրագրավորվող նախնական բաժանարար;

aDC մոդուլ.

4 բազմապատկված անալոգային մուտքերը միացված են մեկի հետ

Անալոգային թվային փոխարկիչ

Նմուշառման սխեմա \\ Պահեստավորում

Փոխակերպման ժամանակը - ալիքի 20 մկներ

Փոխարկիչ - 8 բիթ, սխալով + -1 LSB

Մուտքը արտաքին հղման լարման VREF (VREF<= Vdd)

Ներդրման անալոգային ազդանշանների շրջանակը VSS- ից VREF

Ավտոմատ վերակայումը, երբ միացված է.

Ժամաչափի ներառումը լիցքաթափման ընթացքում.

Գեներատորի գործարկման ժամանակաչափ;

Watchdog WDT ժամանակաչափ `իր ներկառուցված գեներատորով, որն ապահովում է

մեծ հուսալիություն.

EPROM Secrecy BIT կոդ ծածկագրերի պաշտպանության համար.

Տնտեսական քնի ռեժիմ;

Ընտրելի բիթեր `ներկառուցված գեներատորի հուզիչ ռեժիմը սահմանելու համար.

RC գեներատոր RC.

Նորմալ քվարցային XT ռեզոնատոր

Բարձր հաճախականության քվարց ռեզոնատոր HS

Տնտեսական ցածր հաճախականության բյուրեղյա LP

Ներկառուցված սարք ինքնուրույն ծրագրավորման ծրագրերի համար,

Օգտագործվում է ընդամենը երկու ոտք:

Ոտքերի նշանակումներ եւ դրանց ֆունկցիոնալ նպատակը.

RA4 / RTCC - մուտքագրեք ձգան

Շմիդտ: I / O PORTLET

Բաց բաժնետոմսեր կամ հաճախության մուտքագրում

rTCC ժմչփ / մետր:

RA0 / Ain0 - երկկողմանի I / O տող:

Անալոգային ալիքի մուտքագրում 0.

RA1 / Ain1 - երկկողմանի I / O տող:

Անալոգային ալիքի մուտք 1.

Ինչպես է թվային ներդրումը TTL մակարդակներով:

RA2 / Ain2 - երկկողմանի I / Oline:

Անալոգային ալիքի մուտք 2.

Ինչպես է թվային ներդրումը TTL մակարդակներով:

RA3 / Ain3 / Vref - երկկողմանի I / O տող:

RB0 / INT - երկկողմանի պորտային գիծ

Արդյունք կամ արտաքին ընդհատման մուտք:

RB1 - RB5 - երկկողմանի մուտքային գծեր /

Արդյունք

RB6 - երկկողմանի մուտքային գծեր /

Արդյունք

RB7 - երկկողմանի մուտքային գծեր /

Արդյունք

/ MCLR / VPP - ցածր է այս ամենի վրա

Մուտքագրումը առաջացնում է վերափոխման ազդանշան

Վերահսկիչի համար: Ակտիվ ցածր:

Մուտք գործեք Schmidt Trigger- ի միջոցով:

OSC1 - Quartz, RC- ի կամ արտաքին ժամացույցի հաճախության մուտքագրման համար:

OSC2 - գեներատոր, եկամտաբեր ժամացույց

Clkout - հաճախականություններ գեներատորի RC ռեժիմում, այլ դեպքերում `բելոնի համար: քվարց

VDD էլեկտրամատակարարում:

Vss - կապ (Երկիր):

Եզրակացություն

Այս դասընթացի աշխատանքներում քննարկվում են միկրոկոնտոլտներ RISC եւ CISC ճարտարապետությամբ: RISC ճարտարապետությունը համարվում էր ավելի խորը եւ ավելի ճշգրիտ: Դասակարգում, միկրոկոնտրոլերի կառուցվածքը, կառուցվածքը

microcontroller- ի պրոցեսոր միջուկը, RISC ճարտարապետության հիմնական հատկությունները:

Մինչ օրս կա երկու տասնյակ ընկերությունների կողմից արտադրված I8051- ի հետ համատեղելի Microcontrollers- ի ավելի քան 200 փոփոխություն, եւ այլ տեսակի մեծ թվով մի քանի միկրոկոնտրոլներ: Մշակողները հանրաճանաչ են 8-բիթ միկրոչիպի տեխնոլոգիայով եւ AVR AVR Pic Microcontrollers- ով, տասնվեց բիթանոց MSP430 ֆիրմաներ TI, ինչպես նաեւ բազուկը եւ արտոնագրերը վաճառում են այլ ընկերությունների համար:

Microcontrollers նախագծելիս անհրաժեշտ է կատարել մի կողմի չափերի եւ արժեքի միջեւ հավասարակշռությունը եւ մյուս կողմից ճկունությունն ու կատարողականը: Տարբեր դիմումների համար այս եւ այլ պարամետրերի օպտիմալ հարաբերակցությունը կարող է շատ տարբեր լինել: Հետեւաբար, կան միկրոկոնտրոլերների հսկայական թվեր, որոնք տարբերվում են պրոցեսորի մոդուլի ճարտարապետության մեջ, ինտեգրված հիշողության չափը եւ տեսակը, մի շարք ծայրամասային սարքերի, տանիքի տեսակը եւ այլն:

Օգտագործված գրականության ցուցակ

1. "?????? ????????????????? ???????", ?????? ?.?. ??????? ? ?.?. ????????????.

2. "??????????? ?????????????? ??????". ?????? "????? ? ?????" 1990 ?. ????? ?.?. ???????.

3. "??????????-?????????????? ?????? ? ???????". ?????? "????? ? ?????" 1991 ?. ?????? ?.?. ?????.

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Microcontrollers - «Միկրոկիաներ», որոնք նախատեսված են էլեկտրոնային սարքերի վերահսկման, դրանց դասակարգման համար: Միկրոկոնտրոլների պրոցեսոր միջուկի կառուցվածքը, հիմնական բնութագրերը, որոնք որոշում են դրա կատարումը: CISC եւ RISC պրոցեսորի ճարտարապետություն:

Դասընթացներ, ավելացված 03.10.2010 թ

Microcontroller- ը (MCU) միկրոկուցված է, որը նախատեսված է էլեկտրոնային սարքերը կառավարելու համար: Դրանք կարելի է գտնել բազմաթիվ ժամանակակից սարքերում, ներառյալ ներքինը: Տարբեր միկրոկոնտրոլերների, միջուկների, հիշողության, ուժի, ծայրամասային ճարտարապետության դիտարկումը:

Վերացական, ավելացված է 12/24/2010

Պրոցեսորի բեկորների կառուցվածքը: Պրոցեսորի միավորի ֆունկցիոնալ կազմը: Դիստրիբյուտորի մուտքային / ելքային ազդանշաններ: Կառավարեք որոնվածը հրամանի համար: Սարքի հսկողությունը եւ համաժամացումը, դրա գործունեության սկզբունքը: Մուտքային նավահանգիստներ, միկրոկոնտրոլերի արտադրանք:

Դասընթացներ, ավելացված 04/17/2015

Microcontroller- ը համակարգիչ է մեկ չիպի վրա, էլեկտրոնային սարքերը կառավարելու նպատակը `համաձայն դրված ծրագրի: Microcontroller ծրագրավորման միջավայրեր, կապի միացում: Ծրագրի իրականացումը միկրոկոնտրոլերի վրա:

Դասընթացներ, ավելացված 02/21/2011

Microcontroller- ը որպես չիպ, որը նախատեսված է էլեկտրոնային սարքեր վերահսկելու, դրա կառուցվածքը եւ կոմպոզիտային տարրերը, շրջանակը եւ տարածվածությունը: Մուրի օրենքը: Խորհրդանշական կարգաբերման ծրագրեր MK- ի համար: Տվյալներ AESSBLER ծրագրերում:

Դասընթացի աշխատանքը, ավելացրեց 11.12.2010 թ

LED սարքի նպատակային եւ գործառնական պայմանները MK- ի ծայրամասում 15. Microcontroller- ը որպես միկրոկուցված է, որը նախատեսված է էլեկտրոնային սարքեր վերահսկելու համար: Դրա օգտագործման հիմնավորում: LED սարքի բլոկային դիագրամի մշակում:

Դասընթացի աշխատանքներ, ավելացված 04.04.2015 թ

Նախագծում է պրոցեսորի մոդուլի, անկախ սարք, որը մուտքային տվյալների համաձայն կատարում է երկու գործողություններից մեկը. Բազմապատկելով չստորագրված թվերի ամբողջ թվերը եւ երկուական-տասնորդական քանակի վերափոխումը: Դիզայն M-Machine.

Դասընթացի աշխատանքը, ավելացված է 06/16/2011

Միկրոկոնտրոլների հայեցակարգը եւ տեսակները: Ծրագրավորման միկրոպրոցեսորային համակարգերի առանձնահատկություններ, քիմիական գործընթացների կառավարման համակարգերի կառուցում: AVR միկրոկոնտրոլերային ճարտարապետության AVR- ի ուսումնասիրություն եւ կառուցում իր հիման վրա Arduino պլատֆորմը:

Դասընթացի աշխատանքը, ավելացված 01/13/2011

Ինտերֆեյսի մշակում եւ նուրբ կառուցվածքային միացում, պրոցեսորի մոդուլ, հիշողություն եւ մուտքային / ելքային ենթահամակարգեր, ծրագրային ալգորիթմ: Ծրագրաշարի եւ տվյալների հիշողության գնահատում: Հասցեների տարածքի կառուցվածքը: Ստեղնաշարի եւ ցուցման կազմակերպում:

Դասընթացներ, ավելացված է 08/09/2015

Անհատական \u200b\u200bհամակարգիչների համար դինամիկ հիշողության նյութեր կատարելը չիպերի տեսքով: Matrix Memory Chip կառուցվածքը մոդուլի վրա: DIP - միկրոկուցում երկու կողմերի երկու կողմերում շփումների երկու շարքով: Հատուկ նշանակումներ Հիշողության մոդուլի բնակարանների վրա: