Подсистема реального времени (на основе к1810ви54 (i8254))

1. Для чего используются программируемые таймеры – счетчики?

• Формирование функций времени;

• Обеспечение независимости функций от аппаратной части

2. Сколько счетчиков содержит таймер К1810ВИ54 (i8254)?

Содержит три независимых канала

(каждый из которых может быть запрограммирован на работу в одном из шести режимов для двоичного или двоично-десятичного)

3. Количество поддерживаемых режимов в каждом канале таймера К1810ВИ54?

Их шесть:

• Режим 0 − программируемая задержка;

• Режим 1 − ждущий мультивибратор (одновибратор);

• Режим 2 − делитель частоты;

• Режим 3 − генератор прямоугольных импульсов (меандр);

• Режим 4 − программно-управляемый строб;

• Режим 5 − аппаратно-управляемый строб.

4. Чем характерен режим делителя частоты К1810ВИ54?

Формируются периодические импульсы скважностью 2 с частотой в N раз МЕНЬШЕ CLK (длительность 1 такт)

5. Особенности выполнения операции побайтного чтения значения 16 разрядного таймера-счетчика К1810ВИ54.

Или чтение по обычным командам ввода. Выполняется чтение состояния таймера CE в любой момент времени. Необходимое условие: GATE = 0 – остановка счета перед чтением. Операция чтения в два этапа – сначала младший байт, потом старший.

16-разрядный буферный регистр OL, служащий для запоминания и хранения мгновенного значения счетчика CE, которое в любое время может быть записано командой Защелка или Чтение состояния канала. После выполнения этих команд содержимое OL может быть считано в ЦП без остановки дальнейшего счета в регистре CE;

6. Назначение команды «защелкивание» К1810ВИ54.

Команда CLC (защелкивание) позволяет прочитать состояние СЕ без остановки счета таймера. Тоже побайтно (младший –> старший)

Микроконтроллерные системы и средства разработки.

1. Характерные особенности микроконтроллеров.

Интеграция на одном кристалле микроконтроллера большей части подсистем МПС

2. Какая архитектура организации ядра чаще всего используется в микроконтроллерах?

Раздельная память программ и данных -> Гарвардская архитектура

3. Какие виды резидентной памяти (по назначению) используются в микроконтроллерах чаще всего?

FLASH для программ,

статическое ОЗУ для данных

EEPROM для долговременного хранения переменных (констант)

4. Через какие интерфейсы микроконтроллера производят программирование памяти программ МК?

   1. ISP

   2. UART

   3. USB

5. Какая функциональность МК требуется для реализации внутрисхемного программирования?

При внутрисхемном программировании памяти программ необходимо реализовать:

• возможность исполнения программы загрузчика (программатора) МК во время программирования (либо ОЗУ, либо нестираемое ПЗУ)

• схему управления процессом стирания – записи FLASH памяти

• протокол активизации загрузчика и управления процессом программирования

6. Какие механизмы используют для защиты авторских прав на программы в МК?

Специальные биты защиты памяти (защита от чтения, проверки и т.д.)

7. Характерные особенности реализации адресного пространства ОЗУ МК.

Зависит, прежде всего, от типа ядра МК

Пространства адресов памяти программ и памяти данных не пересекаются (гарвардская архитектура), но также встречаются МК с Фон-Неймановской организацией)

Пространство портов ввода – вывода (а также конфигурационных регистров) обычно размещается в адресном пространстве ОЗУ. Может иметь доступ по командам “IN, OUT”

Часто существует также битовое пространство, которое также отображено на память ОЗУ (доступ по командам битовых операций)

Адресация внутри каждого пространства индивидуальная, однако доступ к управляющим регистрам и к битовому пространству может производиться общими командами обращения к памяти (с учетом ограничений на тип данных)!

8. Особенности организации портов ввода – вывода МК.

Параллельные порты – однонаправленные, двунаправленные, порты с альтернативной функцией (определяется при инициализации), с программно-управляемой схемотехникой.

Каждый МК имеет некоторое количество линий ввода/вывода, которые объединены в многоразрядные (чаще 8-разрядные) параллельные порты ввода/вывода.

Доступ к порту производится в соответствии с используемой картой памяти МК и возможностями адресации (команды обращения к памяти, команды ввода / вывода и битовые команды)

9. В чем особенности квазидвунаправленных портов МК?

Не требуют предварительной инициализации, в режиме ввода автоматически подключает питание.

10. Какие задачи решают таймеры - счетчики в МК?

• Формирование меток реального времени;

• Подсчет числа импульсов внешнего сигнала на заданном временном интервале

11. Для чего используется режим захвата (Input capture) таймеров – счетчиков?

измерения интервалов времени в виде захвата (запоминания) двух моментов времени между которыми надо зафиксировать время

12. Для чего используется режим выходного сравнения (output compare) таймеров – счетчиков?

при совпадении значений регистров формируется сигнал, который может использоваться для:

• перезагрузки значения счетчика

• управления выходным сигналом порта (формирование сигналов)

• прерывания МК

13. Часто ли в МК реализуют встроенные АЦП?

Да

• часто используются как дифференциальные, так и однополярные входы

• часто имеются встроенные генераторы опорных сигналов

14. Часто ли в МК реализуют встроенные ЦАП?

Нет

• ЦАП на кристалле МК реализуется достаточно редко (у МК обычно недостаточно ресурсов для формирования быстроменяющихся аналоговых сигналов (например, звуковых), и, к тому же, в целевых системах аналоговые сигналы для управления практически не используются)

15. Какие последовательные интерфейсы часто реализуют в МК?

Последовательные интерфейсы в МК системах являются хорошим средством связи с внешними подсистемами и достаточно хорошо развиты

Широкое применение получили: