28 Микроконтроллеры: определение, назначение, структурная схема технологической системы управления.
МК называется программируемое, однокристальное ВУ с встроенным набором средств для ввода и вывода применяемых для решения задач управления и первичной обработки данных технологических систем.
Обобщенная структура типовой системы управления(контроллера)
В состав типовой системы управления контроллера входят:
Объект управления, содержащий собственно объект/процесс, исполнительные устройства и систему датчиков, контролирующих параметры объекта
УСО (устройство сопряжения с объектом), обеспечивающее согласование сигналов (как управляющих, та к и информационных) МКС и объекта управления.
Пульт управления, предоставляющий оператору возможность контролировать параметры процесса управления и при необходимости вносить корректировки
Цифровой регулятор (ЦР)
Конкретная реализация ЦР определяется типом системы обработки, зависит от сложности системы управления. На основе ВМ, ВК, ВС, функциональные возможности которых оказываются достаточными для управления данным объектом. Также управляющие устройства принято называть ЦР-ом. В н.в. ЦР чаще всего реализуют на МП-рных и МК-ных системах управления. ЦР чаще всего получает необходимую информацию от измерительных преобразователей (датчиков). Управляющее воздействие на объект управления поступает через ИУ – исполнительное устройство. Для связи ЦР с датчиками и ИУ исп спец. Электронные схемы сопряжения с объектом (УСО). В составе УСО имеются АЦП и ЦАП, буферные усилители сигналов, элементы гальванической развязки электрических цепей. При реализации ЦР на ЭВМ связь с УСО осуществляется через порты вв/выв и спец программы (драйверы).
29 Архитектура мк cisk, risk.
Список команд современного МП может включать большое число команд однако не все команды используются одинаково часто. Например передача регистр-регистр около 4% при целочисленных вычислениях, команда загрузки 28%
Очевидно, различные команды неравномерно используются в типовых программах. Это свойство системы команд МП стало предпосылкой для развития МП с RISC архитектурой то есть архитектура с сокращенным списком команд. МП с расширенным списком команд относятся к CISC, т.е с расширенным списком команд. Исторически первыми были разработаны CISC МП. Идея RISC родилась в середине 70х годов с переходом в программировании на ЯВУ
Первые МП с RISC были реализованы в начале 80х годов в калифорнийском университете города Беркли. Руководитель Паттерсон. В них повышение производительности достигалось за счет аппаратных средств. Увеличен набор РОНов. Регистровый файл от 128 до 256 РОНов. Он разбивался на группы по 32 регистра (Регистровые Окна).
В 1982 году в Стэнфорде под руководством Хенеси был разработан процессор RISC-2 с усиленной конвейерной обработкой. В настоящее время используются МП и МК с RISC-архитектурой активные разработки ведут SPARK и MIPS.
Основные принципы RISC архитектур:
одинаковая длинна команд, что облегчает их выборку из памяти. Все команды считываются за 1 такт одинаковой длины. Длинна 32бит
большое число РОНов. Позволяет уменьшить число обращений к памяти
большинство команд (арифметические и логические) трех адресные, включают КОП, адреса источников и адрес приемника
относительно простые схемы управления.
При одинаковых технологиях производства RISC часто быстрее чем CISC.
Процессоры Pentium, оставаясь CISC, содержат некоторые RISC ядро.