38. Блок таймеров и поддержка режима «реального времени».
Задачи управления разнообразным оборудованием в реальном времени предопределили наличие в МК таймеров/счетчиков. С их помощью осуществляется не только счет внешних событий, но и существенно упрощает формирование типовых управляющих сигналов, функций времени, эффективного управления внешним оборудованием. В большинстве случаев RTL реализуют следующие функции
- деление внешней или внутренней частоты
- счет событий
- генерация импульсов заданной длительности
- регистрация и генерация событий
- имитация сторожевого таймера для борьбы со сбоями.
Блок таймеров МК обычно содержит в своем составе 2 и более таймера общего назначения, сторожевой таймер.
Таймеры общего назначения используются для отсчета интервалов и привязки к нему отдельных программных событий. Обычно они строятся на базе 16-разрядных счетчиков, имеют несколько программируемых режимов работы.
Изменяя входную тактовую частоту таймера можно задавать требуемую разрешающую способность (минимальный квант времени)
Схема включает в себя следующие основные блоки
- 16-разрядный регистр для приема начального значения счета.
- Программно недоступный 16-разрядный счетчик, осуществляющий счет входных импульсов CLC и формирование выходного сигнала длительностью τov
- 16-разрядный выходной буферный регистр, отображающий текущее содержимое счетчика.
При разрешенном счете на вход счетчика /таймера THTL от внешнего или внутреннего источника поступают счетные импульсы, каждый из которых инкрементирует содержимое THTL. При переполнении счетчика на выходе таймера формируется вых сигнал τov таймер имеет несколько режимов работы, обеспечивающих различные времязадающие функции.
Настройку таймера на заданный режим осуществляют с помощью управляющих битов регистра управления.
- режим программируемой задержки реализуется при однократной загрузке счетчика THTL данными из регистра начала счета. При запуске таймера в этом режиме обеспечивается аппаратное формирования выходных импульсов τov через заданное время.
- в режиме счетчика THTL осуществляет подсчет внешних событий (входные импульсы CLK) режим обеспечивается при загрузке счетчика нулевым значением и последующим разрешением счета. Значение в счетчике контролируется при чтении содержимого буферного регистра.
- в режиме управляемого генератора на выходе таймера формируются импульсы программируемой частоты. Данный режим реализуется при использовании импульсов τov для циклической перезагрузки счетчика данными из регистра начального значения счета.
39. Сторожевой таймер.
Сторожевой таймер — аппаратно реализованная схема контроля за зависанием системы. Представляет собой таймер, который периодически сбрасывается контролируемой системой. Если сброса не произошло в течение некоторого интервала времени, происходит принудительная перезагрузка системы. В некоторых случаях сторожевой таймер может посылать системе сигнал на перезагрузку («мягкая» перезагрузка), в других же — перезагрузка происходит аппаратно (например, замыканием контактов кнопки Reset).
40. Эволюция архитектуры мк: 4-х, 8-и, 16-и, 32-х, 64-х – разрядные мк.
Что первым микроконтроллером был 4-pазpядный TMS1000 от Texas Instruments, который содержал ОЗУ (32 байта), ПЗУ (1К), часы и поддержку ввода-вывода, что позволяло считать его именно первым МК. Выпущенный в 1972 году, он имел новую по тем временам возможность - добавление новых инструкций.
Следующий микроконтроллер Intel 8051, выпущенный в 1980 году, стал поистине классическим образцом устройств данного класса. Этот 8-битный чип положил начало целому семейству микроконтроллеров, которые господствовали на рынке вплоть до недавнего времени. Аналоги 8051 выпускали советские предприятия в Минске, Киеве, Воронеже, Новосибирске, на них выросло целое поколение отечественных разработчиков.
Настоящая революция в мире микроконтроллеров произошла в 1996 году, когда корпорация Atmel представила свое семейство чипов на новом прогрессивном ядре AVR. Более продуманная архитектура AVR, быстродействие, превосходящее контроллеры Microchip, привлекательная ценовая политика способствовали оттоку симпатий многих разработчиков от недавних претендентов на звание контроллера номер 1. Микроконтроллеры AVR имеют более развитую систему команд, насчитывающую до 133 инструкций, производительность, приближающуюся к 1 MIPS/МГц, Flash ПЗУ программ с возможностью внутрисхемного перепрограммирования. Многие чипы имеют функцию самопрограммирования. AVR-архитектура оптимизирована под язык высокого уровня Си. Кроме того, все кристаллы семейства совместимы "снизу вверх".
Так же, некую долю рынка занимают 32-х и 64 – бит разрядные МК, но их применение редкое.