Свойства микроконтроллера

1.

Презентация по МДК 04.03
Проектирование цифровых
устройств по теме «Свойства
микроконтроллера»
ПОДГОТОВИЛ
СТУДЕНТ 231 ГРУППЫ
СЛЕПЦОВ ДАНИЛА

Что такое микроконтроллер?
Микроконтроллер - это небольшая
микросхема, на кристалле
которой собран настоящий
микрокомпьютер! Это означает, что
внутри одной микросхемы
смонтировали процессор, память
(ПЗУ и ОЗУ), периферийные
устройства, заставили их работать
и взаимодействовать между собой
и внешним миром с помощью
специальной микропрограммы,
которая храниться внутри
микроконтроллера.

3.

Структура микроконтроллера
Основой работы
микроконтроллера является
процессор. Он способен выполнять
набор операций с данными,
определённый его системой
команд. Сами команды находятся в
памяти и называются программой
или "прошивкой".

4.

Структура микроконтроллера
Команды выполняются по очереди и
результаты работы команд
сохраняются в память. Однако даже
простая команда сложения в таком
случае будет содержать 4
обращения к памяти: загрузка
команды, загрузка первого
слагаемого, загрузка второго
слагаемого, запись суммы. Такое
интенсивное общение с памятью
становится узким местом в
производительности системы.

5.

Структура микроконтроллера
Когда регистры кончаются, то
приходится часть временно
переписывать в память. Увеличить
число регистров нельзя так как их
количество чётко задано
архитектурой семейства
микроконтроллера. Но возможно
добавить дополнительную быструю
память, которая будет работать
независимо от основной памяти.
Такая память называется кэш. Он
недоступен для прошивки и
находится в подчинении только у
процессора

6.

Структура микроконтроллера
Использование кэша позволяет
еще сильнее снизить нагрузку на
память. Например, возможно
полностью загрузить все входные
данные и саму прошивку в кэш и
больше не обращаться к памяти. К
сожалению кэш сильно
увеличивает размер процессора и
встраивание большого кэша
удорожает цену
микроконтроллера. Поэтому в
большинстве микроконтроллеров
кэша нет вообще.

7.

Основные свойства
микроконтроллера
Микроконтроллер
характеризуется:
тактовой частотой,
• разрядностью, т.е.
максимальным числом
одновременно обрабатываемых
двоичных разрядов.
архитектурой.

8.

Основные свойства
микроконтроллера
Первые микроконтроллеры
строились по так называемой
Принстонской архитектуре
(архитектуре фон Неймана), в
которой память для команд и данных
является общей. Эта архитектура
имеет свои достоинства – простоту,
возможность оперативного
перераспределения памяти между
областями хранения команд и
данных и др. Недостаток –
последовательная во времени
выборка из памяти команд и данных,
передаваемых по одной и той же
системной шине, что ограничивает
производительность МК.

9.

10.

Основные свойства
микроконтроллера
По другому архитектурному признаку, связанному с характером
системы команд, МК делятся на:
CISC - процессоры;
RISC - процессоры;
VLIW - процессоры.

11.

Основные свойства
микроконтроллера
МК CISC имеют так называемую
полную систему команд (Complex
Instruction Set Computer), т. е.
большой набор разно форматных
команд при использовании многих
способов адресации. Архитектура
CISC присуща классическим
процессорам, она в силу
многообразия команд (общее число
команд составляет 100…200)
позволяет применять эффективные
методы решения задач, но, в тоже
время, усложняет схему процессора
и увеличивает его стоимость и в
общем случае не обеспечивает
максимального быстродействия

12.

Основные свойства
микроконтроллера
МК RISC имеют сокращенную
систему команд (Reduse Instruction
Set Computer), из которой
исключены редко применяемые
команды. Общее число команд
находится в пределах 50…100.
Первые RISС-процессоры были
разработаны в начале 1980-х годов
в Стэнфордском и
Калифорнийском университетах
США. Простая архитектура
позволяет как удешевить МК, так и
поднять тактовую частоту.

13.

Спасибо за внимание

English Русский Rules