NUC975DK61Y - Integratsiyalashgan sxemalar, o'rnatilgan, mikrokontrollerlar - NUVOTON Technology Corporation

1 Mikrokontroller ta'rifi

Mikrokontroller arifmetik mantiq birligi, xotira, taymer/kalkulyator va har xil / O sxemalari va boshqalar chipga birlashtirilgan bo'lib, asosiy to'liq hisoblash tizimini tashkil qiladi, u bir chipli mikrokompyuter sifatida ham tanilgan.

Mikrokontroller xotirasidagi dastur mikrokontroller apparati va periferik apparat sxemalari bilan yaqindan foydalaniladi, shaxsiy kompyuterning dasturiy ta'minotidan ajralib turadi va mikrokontroller dasturi mikrodastur sifatida ataladi.Umuman olganda, mikroprotsessor bitta integral mikrosxemadagi protsessor, mikrokontroller esa bitta integral mikrosxemadagi protsessor, ROM, operativ xotira, VO, taymer va hokazo.Protsessor bilan solishtirganda, mikrokontroller unchalik kuchli hisoblash kuchiga ega emas va u mikrokontrollerni faqat bir nechta nisbatan yagona va oddiy boshqaruv, mantiq va boshqa vazifalarni bajarishi mumkin bo'lgan MemoryManaaement birligiga ega emas va u uskunalarni boshqarish, sensor signallarini qayta ishlashda keng qo'llaniladi. va boshqa sohalar, masalan, ba'zi maishiy texnika, sanoat uskunalari, elektr asboblari va boshqalar.

2 Mikrokontrollerning tarkibi

Mikrokontroller bir necha qismlardan iborat: markaziy protsessor, xotira va kirish/chiqish:

- Markaziy protsessor:

Markaziy protsessor MCU ning asosiy komponenti bo'lib, operator va boshqaruvchining ikkita asosiy qismini o'z ichiga oladi.

-Operator

Operator arifmetik va mantiqiy birlik (ALU), akkumulyator va registrlardan va boshqalardan iborat. ALU roli kiruvchi ma'lumotlar ustida arifmetik yoki mantiqiy amallarni bajarishdan iborat.ALU ushbu ikki ma'lumot hajmini qo'shish, ayirish, moslashtirish yoki solishtirish va natijani akkumulyatorda saqlashga qodir.

Operator ikkita funktsiyaga ega:

(1) Turli arifmetik amallarni bajarish.

(2) Turli mantiqiy operatsiyalarni bajarish va nol qiymat testi yoki ikkita qiymatni taqqoslash kabi mantiqiy testlarni bajarish.

Operator tomonidan bajariladigan barcha amallar boshqaruvchining nazorat signallari orqali boshqariladi va arifmetik amal arifmetik natijani keltirsa, mantiqiy amal hukm chiqaradi.

- Nazoratchi

Tekshirish moslamasi dastur hisoblagichi, ko'rsatmalar registrlari, ko'rsatmalar dekoderi, vaqt generatori va ish boshqaruvchisi va boshqalardan iborat bo'lib, bu "qaror qabul qiluvchi organ" dir, bu buyruqlar beradi, ya'ni butun mikrokompyuter tizimining ishlashini muvofiqlashtiradi va boshqaradi.Uning asosiy vazifalari:

(1) Yo'riqnomani xotiradan olish va keyingi ko'rsatmaning xotiradagi o'rnini ko'rsatish uchun.

(2) Ko'rsatmani dekodlash va sinab ko'rish va ko'rsatilgan harakatni bajarishni osonlashtirish uchun tegishli operatsiyani boshqarish signalini yaratish.

(3) CPU, xotira va kirish va chiqish qurilmalari o'rtasidagi ma'lumotlar oqimining yo'nalishini boshqaradi va boshqaradi.

Mikroprotsessor ichki shina orqali ALU, hisoblagichlar, registrlar va boshqaruv bo'limini o'zaro bog'laydi va tashqi shina orqali tashqi xotira va kirish/chiqish interfeys sxemalariga ulanadi.Tizim shinasi deb ham ataladigan tashqi shina ma'lumotlar shinasi DB, manzil shinasi AB va boshqaruv shinasi CB ga bo'linadi va kirish/chiqish interfeysi sxemasi orqali turli periferik qurilmalarga ulanadi.

- Xotira

Xotirani ikki toifaga bo'lish mumkin: ma'lumotlar xotirasi va dastur xotirasi.

Ma'lumotlar xotirasi ma'lumotlarni saqlash uchun, dasturlarni saqlash esa dasturlar va parametrlarni saqlash uchun ishlatiladi.

-Kirish/chiqish -Turli qurilmalarni ulash yoki boshqarish

Seriyali aloqa portlari - MCU va turli xil tashqi qurilmalar, masalan, UART, SPI, 12C va boshqalar o'rtasida ma'lumot almashish.

3 Mikrokontrollerlar tasnifi

Bitlar soni bo'yicha mikrokontrollerlarni quyidagilarga bo'lish mumkin: 4 bitli, 8 bitli, 16 bitli va 32 bitli.Amaliy ilovalarda 32-bit 55%, 8-bit 43%, 4-bit 2% va 16-bit 1% ni tashkil qiladi.

Ko'rinib turibdiki, 32 va 8 bitli mikrokontrollerlar bugungi kunda eng ko'p qo'llaniladigan mikrokontrollerlardir.
Bitlar sonining farqi yaxshi yoki yomon mikroprotsessorlarni bildirmaydi, bitlar soni qancha ko'p bo'lsa, mikroprotsessor shunchalik yaxshi bo'ladi va bitlar soni qancha kam bo'lsa, mikroprotsessor shunchalik yomon bo'ladi.

8-bitli MCU ko'p qirrali;ular oddiy dasturlash, energiya samaradorligi va kichik paket hajmini taklif qilishadi (ba'zilarida faqat oltita pin bor).Ammo bu mikrokontrollerlar odatda tarmoq va aloqa funktsiyalari uchun ishlatilmaydi.

Eng keng tarqalgan tarmoq protokollari va aloqa dasturlari steklari 16 yoki 32 bitli.Ba'zi 8-bitli qurilmalar uchun aloqa qurilmalari mavjud, ammo 16 va 32-bitli MCU'lar ko'pincha samaraliroq tanlovdir.Shunga qaramay, 8-bitli MCUlar odatda turli boshqaruv, sezish va interfeys ilovalari uchun ishlatiladi.

Arxitektura nuqtai nazaridan mikrokontrollerlarni ikki toifaga bo'lish mumkin: RISC (Reduced Instruction Set Computers) va CISC (Kompleks ko'rsatmalar to'plami kompyuterlari).

RISC kompyuter ko'rsatmalarining kamroq turlarini bajaradigan mikroprotsessor bo'lib, 1980-yillarda MIPS asosiy tizimi (ya'ni, RISC mashinalari) bilan yaratilgan va RISC mashinalarida ishlatiladigan mikroprotsessorlar birgalikda RISC protsessorlari deb ataladi.Shunday qilib, u operatsiyalarni tezroq bajarishga qodir (sekundiga millionlab ko'rsatmalar yoki MIPS).Har bir buyruq turini bajarish uchun kompyuterlar qo'shimcha tranzistorlar va sxema elementlarini talab qilganligi sababli, kompyuter ko'rsatmalar to'plami qanchalik katta bo'lsa, mikroprotsessorni murakkablashtiradi va operatsiyalarni sekinroq bajaradi.

CISC protsessorda ishlaydigan dasturlarni yaratishni soddalashtiruvchi mikroko'rsatmalarning boy to'plamini o'z ichiga oladi.Ko'rsatmalar montaj tilidan iborat bo'lib, dastlab dasturiy ta'minot tomonidan amalga oshirilgan ba'zi umumiy funktsiyalar uning o'rniga apparat ko'rsatmalar tizimi tomonidan amalga oshiriladi.Shu tariqa dasturchining ishi ancha qisqaradi va kompyuterning bajarilish tezligini oshirish uchun har bir buyruq davrida bir vaqtning o‘zida bir qancha quyi tartibli amallar yoki operatsiyalar qayta ishlanadi va bu tizim murakkab ko‘rsatmalar tizimi deb ataladi.

4 Xulosa

Bugungi avtomobil elektronikasi muhandislari uchun jiddiy muammo - arzon, muammosiz va hatto nosozlik bo'lgan taqdirda ham avtomobil tizimlari ishlay oladigan, hozirgi vaqtda avtomobilning ishlashi asta-sekin yaxshilanishi, mikrokontrollerlar ish faoliyatini yaxshilashi kutilmoqda. avtomobil elektron boshqaruv bloklari.