Электронновычислительные устройства и системы

1.

Факультет
электроники
7 сентября 2011
Александр Лысенко
Электронновычислительные
устройства и системы
(часть 1)
Кафедра КЭВА

2.

2
Лекция
Введение. Архитектура СISC и RISC
CISC – Complex Instruction Set Computer
(архитектура компьютеров со сложным набором
команд)
8051
RISC – Reduced Instruction Set Computer
(архитектура компьютера с сокращенным набором
команд)
AVR, MSP, PIC и др.
Особенности RISC:
- ограниченное количество эффективных команд (118)
- отсутствие аккумулятора (есть 32 равноправных РОН)
- организация памяти по Гарвардской структуре
- обработка почти всех команд в течении 1 такта
- оптимизация АЛУ и системы команд
для программирования на языке С
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

3.

3
Лекция
Введение. Архитектура СISC и RISC
Конвейерная обработка при выборке и выполнении
команды в RISC AVR МК
При частоте 12 МГц длительность такта равна 83,33 нс
Быстродействие – 12 MIPS
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

4.

4
Лекция
8-разрядные RISC AVR МК фирмы ATMEL
Структура команд базовой серии AVR MK
118 команд, длина 2 байта
(за исключением 2 команд прямой адресации
lds и sts, состоящих из 4 байт)
Сравнение времени выполнения команд различными
процессорами
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

5.

5
8-разрядные RISC AVR МК фирмы ATMEL
Лекция
Питани
е, В
Частота
, МГц
I/O
Flash
EEPROM
SRAM
Интерфейсы
АЦП
Таймеры
ISP
Корпус
AT90LS4433
2.7-6.0
4
20
4K
256
128
UART
SPI
6x10bit
1x8bit
1x16bit
I
DIP28
TQFP32
AT90S4433
4.0-6.0
8
20
4K
256
128
UART
SPI
6x10bit
1x8bit
1x16bit
I
DIP28
TQFP32
AT90LS8515
2.7-6.0
4
32
8K
512
512
UART
SPI
-
2x8bit
1x16bit
I
DIP40
TQFP44
PLCC44
AT90S8515
4.0-6.0
8
32
8K
512
512
UART
SPI
-
2x8bit
1x16bit
I
DIP40
TQFP44
PLCC44
ATmega8535L
2.7-6.0
8
32
8K
512
512
UART
SPI
8x10bit
2x8bit
1x16bit
I
DIP40
TQFP44
PLCC44
I
DIP40
TQFP4
4
PLCC4
4
Тип
ATmega8535
4.0-6.0
16
32
8K
512
512
UART
SPI
8x10bit
2x8bit
1x16bit
Параметры некоторых типов классических AVR МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

6.

6
Лекция
Архитектура
RISC
AVR МК
8535
фирмы
ATMEL
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

7.

7
Лекция
RISC AVR МК 8535 фирмы ATMEL
Тактовая синхронизация МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

8.

8
Лекция
RISC AVR МК 8535 фирмы ATMEL
Cтруктура процессорного ядра МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

9.

9
Лекция
RISC AVR МК 8535 фирмы ATMEL
Cтруктура процессорного ядра МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

10.

10
RISC AVR МК 8535 (РОНы)
Лекция
Файл регистров общего назначения МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

11.

11
RISC AVR МК 8535 (карта памяти)
Лекция
Память программ
Память данных
Карта памяти МК (Гарвардская архитектура)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

12.

12
RISC AVR МК 8535 (карта памяти)
Лекция
Обращение к RG I/O:
-команды IN, OUT $00…$3F;
-команды работы с SRAM
по адресам $20…$5F
Карта памяти МК (Гарвардская архитектура)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

13.

13
RISC AVR МК 8535 (карта памяти)
Лекция
Организация SRAM (СОЗУ) МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

14.

14
RISC AVR МК (адресация 1)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

15.

15
RISC AVR МК (адресация 2)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

16.

16
RISC AVR МК (адресация 3)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

17.

17
RISC AVR МК (адресация 4)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

18.

18
RISC AVR МК (адресация 5)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

19.

19
RISC AVR МК (адресация 6)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

20.

20
RISC AVR МК (адресация 7)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

21.

21
RISC AVR МК (адресация 8)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

22.

22
RISC AVR МК (адресация 9)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

23.

23
RISC AVR МК (адресация 10)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

24.

24
RISC AVR МК (адресация 11)
Лекция
Режимы адресации памяти программ и данных
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

25.

25
Лекция
RISC AVR МК (область ввода-вывода)
…………….
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

26.

26
Лекция
RISC AVR МК 8535 (регистр статуса SREG)
Разряд 0 – С (флаг переноса)
Разряд 1 – Z (флаг нулевого результата)
Разряд 2 – N (флаг отрицательного результата)
Разряд 3 – V (флаг переполнения при вычислениях
в дополнительном коде)
+ V ( флаг знака)
Разряд 4 – S = N O
Разряд 5 – H (флаг половинного переноса)
Разряд 6 – Т (флаг копирования)
Разряд 7 – I (флаг глобального разрешения прерывания)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

27.

27
Лекция
Обчислювальні пристрої та системи
RISC AVR МК 8535 (указатель стека SP)
Кафедра КЭВА

28.

28
Лекция
RISC AVR МК 8535 (регистр управления МСU)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

29.

29
Лекция
RISC AVR МК 8535 (регистр управления МСU)
Вывод PD3
Вывод PD2
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

30.

30
Лекция
AVR МК 8535 (сброс и вектора прерываний)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

31.

31
Лекция
AVR МК 8535 (сброс и вектора прерываний)
Пример типовой программы начальной работы МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

32.

32
Лекция
AVR МК 8535 (сброс)
Реализация логики сброса МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

33.

33
AVR МК 8535 (сброс)
Лекция
1. Внутренний сброс МК (tTOUT = 1,1 ms или 16 ms)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

34.

34
AVR МК 8535 (сброс)
Лекция
2.1. Внешний сброс МК (tTOUT = 1,1 ms или 16 ms)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

35.

35
AVR МК 8535 (сброс)
Лекция
2.2. Внешний сброс МК (tTOUT = 1,1 ms или 16 ms)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

36.

36
AVR МК 8535 (сброс)
Лекция
3. Сброс МК по сторожевому таймеру
(tTOUT = 1,1 ms или 16 ms)
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

37.

37
Лекция
AVR МК 8535 (каналы ввода-вывода А,В,С,D)
Канал А параллельного ввода-вывода МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

38.

38
Лекция
AVR МК 8535 (каналы ввода-вывода А,В,С,D)
1 – вывод, 0 – ввод
Регистры данных и управления канала А
Примеры: out DDRA, r16
In r18, PIND
оut PORTA, r15
Обчислювальні пристрої та системи
; запись управл. слова в порт А
; читать порт D
; запись в порт А
Кафедра КЭВА

39.

39
Лекция
AVR МК 8535 (аналоговый компаратор)
Структура модуля аналогового компаратора МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА

40.

40
Лекция
AVR МК 8535 (аналоговый компаратор)
Регистр управления аналогового компаратора МК
Обчислювальні пристрої та системи
Кафедра КЭВА