Скачиваний:
142
Добавлен:
23.01.2020
Размер:
22 Мб
Скачать
☆

Основы проектирования кибер- физических систем

Лекция 2

Низкий уровень разработки

Аппаратная часть

Микроконтроллеры

Микроконтроллер (МК, MCU) – это встраиваемая вычислительная система, которая включает в себя центральный процессор управления, комбинированную память и набор периферийных устройств

Основные особенности микроконтроллеров

●Малые и сверхмалые размеры

●Возможность работы в режимах близких к реальному времени

●Гибкость – работа напрямую с железом или через ОСРВ

●Богатые возможности для работы с внешними устройствам

●Низкая цена (при больших объемах производства, до ~2р. за шт.)

●Сверхнизкое энергопотребление

●Возможность объединение в сеть

●Невысокая производительность

●Большое разнообразие брендов, моделей и архитектур (зоопарк)

●Сложность программирование (как правило)

●Не всегда есть хорошая документация

Периферийные устройства МК

●универсальные цифровые порты, которые можно настраивать как на ввод, так и на вывод;

●различные интерфейсы ввода-вывода, такие, как UART, I²C, SPI, CAN, USB, IEEE 1394, Ethernet;

●аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи;

●компараторы;

●широтно-импульсные модуляторы (ШИМ-контроллер);

●таймеры;

●контроллеры бесколлекторных двигателей, в том числе шаговых;

●контроллеры дисплеев и клавиатур;

●радиочастотные приемники и передатчики;

●массивы встроенной флеш-памяти;

●встроенные тактовый генератор и сторожевой таймер;

Основные представители и семейства

●MCS 51 (Intel)

●ESP8266 и ESP32 (Espressif)

●MSP430 (TI)

●ARM (ARM Limited)

○ST Microelectronics STM32 ARM-based MCUs

○ARM Cortex, ARM7 и ARM9-based MCUs

○Texas Instruments Stellaris MCUs

○NXP ARM-based LPC MCUs

○Analog Devices ARM7-based MCUs

○Cirrus Logic ARM7-based MCUs

○Freescale Semiconductor ARM9-based MCUs

○Silicon Labs EFM32 ARM-based MCUs

○Миландр

●AVR (Atmel)

○ATmega

○ATtiny

○XMega

●PIC (Microchip)

●STM8 (STMicroelectronics)

Arduino (и подобные системы разработки –

ESP32... )

Arduino IDE

AVR, ARM, ESP8266, Intel x86

Программируемые логические

интегральная схемы

Логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования). Для программирования используются программатор и IDE, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры: Verilog, VHDL, AHDL и др. Основная разновидность – программируемая пользователем вентильная матрица (ППВМ, англ. field-programmable gate array, FPGA).

Достоинства: высокая производительность, более плотная компоновка

Недостатки: сложность программирования, высокая цена

Основные производители: Achronix, Actel, Altera, Atmel, Xilinx

Application-specific integrated circuit (ASIC)

Интегральная схема специального назначения – СБИС специализированная для решения конкретной задачи. В отличие от обычных интегральных схем для общего назначения, специализированные интегральные схемы применяются в конкретном устройстве и выполняют строго ограниченные функции, характерные только для данного устройства; вследствие этого выполнение функций происходит быстрее и, в конечном счёте, дешевле.

SHA256 – однонаправленная хеш-функция

Соседние файлы в папке Лекции