55)32 Разрядные микроконтроллеры.

32-разрядные микроконтроллеры содержат высокопроизводительный процессор, соответствующий по своим возможностям младшим моделям микропроцессоров общего назначения. Кроме 32-разрядного процессора на кристалле микроконтроллера размещается внутренняя память команд емкостью до десятков Кбайт, память данных емкостью до нескольких Кбайт, а также сложно-функциональные периферийные устройства — таймерный процессор, коммуникационный процессор, модуль последовательного обмена и ряд других. Микроконтроллеры работают с внешней памятью объемом до 16 Мбайт и выше. Они находят широкое применение в системах управления сложными объектами промышленной автоматики (двигатели, робототехнические устройства, средства комплексной автоматизации производства), в контрольно-измерительной аппаратуре и телекоммуникационном оборудовании. Семейство 32-разрядных микроконтроллеров PIC32 выделяется значительно увеличенной производительностью и объемом памяти накристале. В современных ОМК применяются следующие архитектуры процессоров :

• RISC — (Reduced Instruction Set Computer) архитектура с сокращенным набором команд.

• CISC — (Complex Instruction Set Computer) традиционная архитектура с расширенным набором команд.

• ARM — (Advanced RISC — machine) усовершенствованная RISC архитектура.

Главная задача RISC-архитектуры - обеспечение наивысшей производительности процессора. Её отличительными чертами является:

• малое число команд процессора (несколько десятков);

• каждая команда выполняется за минимальное время (1-2 машинных цикла, такта).

• максимально возможное число регистров общего назначения процессора (несколько тысяч);

• увеличенная разрядность процессора (12, 14, 16 бит).

Современная RISC-архитектура включает, как правило, только последние 3 пункта, так как за счет повышенной плотности компоновки БИС стало возможным реализовать большое количество команд.

В современных 32-разрядных ОМК используют ARM архитектуру (расширенная RISC архитектура с суперсокращением команд ТНUМВ).

56)Контроллеры цифровой обработки сигналов. Dsp процессоры.

Цифровой сигнальный процессор — специализированный микропроцессор, предназначенный для цифровой обработки сигналов (обычно в реальном масштабе времени).

Особенности архитектуры

Архитектура сигнальных процессоров, по сравнению с микропроцессорами настольных компьютеров, имеет некоторые особенности:

• Гарвардская архитектура (разделение памяти команд и данных), как правило модифицированная;

  • Большинство сигнальных процессоров имеют встроенную оперативную память, из которой может осуществляться выборка нескольких машинных слов одновременно. Нередко встроено сразу несколько видов оперативной памяти, например, в силу Гарвардской архитектуры бывает отдельная память для инструкций и отдельная — для данных.

  • Некоторые сигнальные процессоры обладают одним или даже несколькими встроенными постоянными запоминающими устройствами с наиболее употребительными подпрограммами, таблицами и т. п.

• Аппаратное ускорение сложных вычислительных инструкций, то есть быстрое выполнение операций, характерных для цифровой обработки сигналов, например, операция «умножение с накоплением» (MAC) (Y := X + A × B) обычно исполняется за один такт.

• «Бесплатные» по времени циклы с заранее известной длиной. Поддержка векторно-конвейерной обработки с помощью генераторов адресных последовательностей.

• Детерминированная работа с известными временами выполнения команд, что позволяет выполнять планирование работы в реальном времени.

• Сравнительно небольшая длина конвейера, так что незапланированные условные переходы могут занимать меньшее время, чем в универсальных процессорах.

• Экзотический набор регистров и инструкций, часто сложных для компиляторов. Некоторые архитектуры используют VLIW.

• По сравнению с микроконтроллерами, ограниченный набор периферийных устройств — впрочем, существуют «переходные» чипы, сочетающие в себе свойства DSP и широкую периферию микроконтроллеров.

• Области применения

• Коммуникационное оборудование:

  • Уплотнение каналов передачи данных;

  • Кодирование аудио- и видеопотоков;

• Системы гидро- и радиолокации;

• Распознавание речи и изображений;

• Речевые и музыкальные синтезаторы;

• Анализаторы спектра;

• Управление технологическими процессами;

• Другие области, где необходима быстродействующая обработка сигналов, в том числе в реальном времени.