8.5. Гибридные процессоры
Задачи управления некоторыми реальными объектами, например двигателями, требуют обработки сигналов и применения цифровых фильтров в цепях управления. Большие семейства ПЦОС различных фирм ориентированы на реализацию задач именно управления электроприводами. Примерами могут служить семейства TMS320C24xx фирмы ТI, в основе которого лежит ядро ПЦОС С2000, встраиваемые контроллеры семейства ADMC3xx фирмы ADI, в основе которого лежит 16-разрядное ядро ADSP-2171, и некоторые другие.
Существует много задач, которые требуют сочетания возможностей решения классических задач ЦОС и задач управления. Примерами могут служить приборы мобильной телефонии, где требуется обработка голосовых сигналов и управление клавиатурой, дисплеем и т. д., задачи построения интеллектуальных кассовых аппаратов. Классические микроконтроллеры хорошо решают задачи управления и мало эффективны в задачах ЦОС и соответственно наоборот. Поэтому одним из методов решения подобных задач до недавнего времени было использование двух отдельных процессоров. В последнее время появились гибридные процессоры, объединяющие в одном кристалле возможности МК и ПЦОС.
На рис. 66 приведена упрощенная функциональная схема процессора DSP5665x фирмы Motorola. Процессор содержит два независимых ядра – ядро микроконтроллера и ядро ЦПОС DSP56600. Каждое ядро обладает своей памятью данных и программ и работает под управлением собственной программы.
Основные свойства микроконтроллера (МК):
- архитектура типа RISC;
- 32-разрядные операции типа «регистр, регистр -> регистр», использующие 16 32-разрядных регистров общего назначения;
- 16-разрядные команды одинакового формата;
- 4-этапный конвейер команд;
- время выполнения большинства команд – один такт;
- время выполнения команд переходов и обращения к памяти – 2 такта;
- возможность работы с данными в 8/16/32 разряда. Периферийные устройства МК включают в себя;
- сторожевой таймер;
- программируемый таймер прерываний;
- порт вспомогательной клавиатуры;
- генератор сигналов ШИМ;
- универсальный асинхронный приемопередатчик UART;
- последовательный аудиокодек и некоторые другие элементы.
Библиографический список
Предко, М. Руководство по микроконтроллерам: Том II. – М.: Постмаркет, 2001. – 488 с.
Предко, М. Руководство по микроконтроллерам: Том I. – М.: Постмаркет, 2001. – 416 с.
Корнев, В.В., Киселев, А.В. Современные микропроцессоры: 3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 448 с.: ил.
Современные микроконтроллеры и микропроцессоры Motorola. Справочник: Шагурин, И.И.: Горячая Линия – Телеком: 2004. – 951 с.
Солонина, А. И., Улахович, Д. А., Яковлев, Л. А. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 464 с.
Круг, П.Г. Процессоры цифровой обработки сигналов: учебное пособие / М.: Издательство МЭИ, 2001. – 128 с.
Болл Стюарт Р. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров. – М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2007. – 360 с.
Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров / Сост. Ю.А. Шпак – К.: "МК-Пресс", 2006. – 400 с.
Таненбаум, Э. Архитектура компьютера: 5-е изд. – СПб.: Питер, 2007. – 844 с:
Трамперт, В. AVR-RISC микроконтроллеры.: Пер. с нем. – К.: "МК-Пресс", 2006. – 464 с.
Евстифеев, А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL» – М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2004. – 560 с.
Гребнев, В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel. – М.: ИП РадиоСофт, 2002. – 176 с.
Мортон Дж. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс / Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2006. – 272 с.
Трамперт, В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR-микро-контроллеров.: Пер. с нем. – К.: "МК-Пресс", 2006. – 208 с.
Баранов, В.Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы. – М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2004. – 288 с.
Хартов, В.Я. Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих. -М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 240 с:
Тавернье, К. PIC-микрокоитроллеры. Практика применения: Пер. с фр. -М.: ДМК Пресс, 2004. - 272 с.
Предко, М. Справочник но PIC-микроконтроллерам Пер с англ – М.: ДМК Пресс, 2002, ООО «Издательский дом «Додэка-ХХI», 2002. - 512 с.
Яценков, В. С. Микроконтроллеры Microchip® rfPIC™ со встроенным маломощным радиопередатчиком. - М.: Горячая линия-Телеком, 2006. - 344 с.
Ульрих, В.А. Микроконтроллеры PIC16X7XX. Изд. 2-е, перераб. и доп. – СПб: Наука и Техника, 2002. – 320 стр.
Митницкий, В.Я. Архитектура IBM PC и язык Ассемблера: Учеб. пособие. – М.: МФТИ, 2000. – 148 с.
Assembler. Учебник для вузов. 2-е изд. / В. И. Юров – СПб.: Питер, 2003. – 637 с.
ПриложениЕ А
Краткая информация по наиболее известным 8-, 16- и 32-разрядным микроконтроллерным семействам ведущих мировых производителей дана в табл. 1.
Таблица 1