NUC975DK61Y – Интегралды схемалар, ендірілген, микроконтроллерлер – NUVOTON технологиялық корпорациясы

1 Микроконтроллер анықтамасы

Микроконтроллер негізгі толық есептеу жүйесін құрайтын чипке біріктірілген арифметикалық логикалық блок, жад, таймер/калькулятор және әртүрлі / O схемалары және т.б. болғандықтан, ол бір чипті микрокомпьютер ретінде де белгілі.

Микроконтроллер жадындағы бағдарлама микроконтроллердің аппараттық құралдарымен және перифериялық аппараттық схемалармен тығыз қолданылады, ДК бағдарламалық құралынан ерекшеленеді және микроконтроллер бағдарламасы микробағдарлама ретінде аталады.Жалпы алғанда, микропроцессор бір интегралды схемадағы орталық процессор, ал микроконтроллер бір интегралды схемадағы орталық процессор, ROM, жедел жад, VO, таймер және т.б.Орталық процессормен салыстырғанда микроконтроллердің соншалықты қуатты есептеу қуаты жоқ, сондай-ақ микроконтроллер кейбір салыстырмалы түрде қарапайым және қарапайым басқару, логика және басқа тапсырмаларды орындай алатындай етіп MemoryManaaement блогы жоқ және ол жабдықты басқаруда, сенсорлық сигналдарды өңдеуде кеңінен қолданылады. және басқа да салалар, мысалы, кейбір тұрмыстық техника, өнеркәсіптік жабдықтар, электр құралдары және т.б.

2 Микроконтроллердің құрамы

Микроконтроллер бірнеше бөліктерден тұрады: орталық процессор, жад және енгізу/шығару:

- Орталық процессор:

Орталық процессор оператор мен контроллердің екі негізгі бөлігін қамтитын MCU негізгі құрамдас бөлігі болып табылады.

-Оператор

Оператор арифметикалық және логикалық бірліктен (ALU), аккумулятордан және регистрлерден және т.б. тұрады. ALU рөлі кіріс деректерге арифметикалық немесе логикалық операцияларды орындау болып табылады.ALU осы екі деректердің өлшемін қосуға, азайтуға, сәйкестендіруге немесе салыстыруға және соңында нәтижені аккумуляторда сақтауға қабілетті.

Оператордың екі функциясы бар:

(1) Әртүрлі арифметикалық амалдарды орындау.

(2) Әртүрлі логикалық әрекеттерді орындау және нөлдік мәнді тексеру немесе екі мәнді салыстыру сияқты логикалық сынақтарды орындау.

Оператор орындайтын барлық операциялар контроллерден келетін басқару сигналдарымен бағытталады, ал арифметикалық операция арифметикалық нәтижені шығарса, логикалық операция үкім шығарады.

- Контроллер

Контроллер программалық есептегіштен, командалар регистрінен, нұсқауларды дешифрлеуден, уақыт генераторынан және операциялық контроллерден және т.б. тұрады. Бұл командалар беретін, яғни бүкіл микрокомпьютер жүйесінің жұмысын үйлестіретін және басқаратын «шешім қабылдау органы».Оның негізгі функциялары:

(1) Жадтан нұсқауды шығарып алу және келесі нұсқаудың жадтағы орнын көрсету үшін.

(2) Нұсқауды декодтау және сынау және көрсетілген әрекетті орындауды жеңілдету үшін сәйкес операцияны басқару сигналын жасау.

(3) Орталық процессор, жад және енгізу және шығару құрылғылары арасындағы деректер ағынының бағытын басқарады және басқарады.

Микропроцессор ішкі шина арқылы ALU, санауыштарды, регистрлерді және басқару бөлімін өзара қосады, сыртқы шинасы арқылы сыртқы жады мен кіріс/шығыс интерфейсінің схемаларына қосылады.Сыртқы шинаны жүйелік шина деп те атайды, деректер шинасы DB, адрес шинасы AB және басқару шинасы CB болып бөлінеді және кіріс/шығыс интерфейс тізбегі арқылы әртүрлі перифериялық құрылғыларға қосылады.

- Жад

Жадты екі категорияға бөлуге болады: мәліметтер жады және бағдарлама жады.

Мәліметтер жады мәліметтерді сақтау үшін, ал бағдарламалар жадысы бағдарламалар мен параметрлерді сақтау үшін қолданылады.

-Енгізу/Шығару -Әртүрлі құрылғыларды байланыстыру немесе жүргізу

Сериялық байланыс порттары - MCU және UART, SPI, 12C және т.б. сияқты әртүрлі перифериялық құрылғылар арасында деректермен алмасу.

3 Микроконтроллердің классификациясы

Биттер саны бойынша микроконтроллерлерді 4-разрядты, 8-разрядты, 16-разрядты және 32-разрядты болып жіктеуге болады.Практикалық қолданбаларда 32 биттік 55%, 8 биттік 43%, 4 биттік 2%, 16 биттік 1% құрайды.

32 разрядты және 8 разрядты микроконтроллерлердің қазіргі кезде ең көп қолданылатын микроконтроллерлер екенін көруге болады.
Биттер санының айырмашылығы жақсы немесе нашар микропроцессорларды көрсетпейді, биттердің саны неғұрлым жоғары болса, микропроцессор соғұрлым жақсы болады, ал биттердің саны неғұрлым аз болса, микропроцессор соғұрлым нашар болады.

8 биттік MCU әмбебап болып табылады;олар қарапайым бағдарламалауды, энергия тиімділігін және шағын пакет өлшемін ұсынады (кейбіреулерінде тек алты түйреуіш бар).Бірақ бұл микроконтроллерлер әдетте желі және байланыс функциялары үшін пайдаланылмайды.

Ең көп тараған желілік протоколдар мен байланыс бағдарламалық құралының стектері 16 немесе 32 биттік болып табылады.Байланыс перифериялық құрылғылары кейбір 8 биттік құрылғылар үшін қол жетімді, бірақ 16 және 32 биттік MCU жиі тиімдірек таңдау болып табылады.Дегенмен, 8-биттік MCU әдетте әртүрлі басқару, сезу және интерфейс қолданбалары үшін пайдаланылады.

Архитектуралық тұрғыдан микроконтроллерлерді екі санатқа бөлуге болады: RISC (Қысқартылған нұсқаулар жинағы компьютерлері) және CISC (Күрделі нұсқаулар жинағы компьютерлері).

RISC – компьютерлік нұсқаулардың аз түрлерін орындайтын және 1980 жылдары MIPS негізгі фреймімен (яғни, RISC машиналары) пайда болған микропроцессор және RISC машиналарында қолданылатын микропроцессорлар жалпы түрде RISC процессорлары деп аталады.Осылайша ол операцияларды жылдамырақ орындай алады (секундына миллиондаған нұсқаулар немесе MIPS).Әрбір команда түрін орындау үшін компьютерлер қосымша транзисторлар мен схема элементтерін қажет ететіндіктен, компьютердің командалар жиынтығы неғұрлым үлкен болса, микропроцессорды күрделірек етеді және операцияларды баяу орындайды.

CISC процессорда жұмыс істейтін бағдарламаларды құруды жеңілдететін микронұсқаулардың бай жиынтығын қамтиды.Нұсқаулар ассемблер тілінен тұрады және бастапқыда бағдарламалық жасақтама арқылы жүзеге асырылған кейбір жалпы функциялар оның орнына аппараттық нұсқаулар жүйесі арқылы жүзеге асырылады.Программалаушының жұмысы осылайша біршама азаяды және компьютердің орындалу жылдамдығын арттыру үшін әрбір командалық кезеңде кейбір төменгі ретті операциялар немесе операциялар бір уақытта өңделеді және бұл жүйе күрделі командалар жүйесі деп аталады.

4 Түйіндеме

Қазіргі уақытта автомобиль электроникасы инженерлері үшін күрделі мәселе - арзан, ақаусыз, тіпті ақаулар болған жағдайда да автомобиль жүйелері жұмыс істей алады, қазіргі уақытта автомобильдің өнімділігі біртіндеп жақсарады, микроконтроллерлер өнімділікті арттырады деп күтілуде. автомобиль электронды басқару блоктарының.