1. Архітектура avr мікроконтролерів

Архітектура AVR була оптимізована так, щоб з'єднати гідності Гарвардської і Прінстонської (Фон Неймана) архітектури для досягнення дуже швидкого і ефективного виконання програм. Така організація забезпечує високу ефективність процесора при обробці даних.

Основною ідеєю всіх RISC (Reduced Instruction Set Computer), як відомо, є збільшення швидкодії за рахунок скорочення кількості операцій обміну з пам'яттю програм. Для цього кожну команду прагнуть вмістити в одну комірку пам'яті програм. При обмеженою розрядності комірки пам'яті це неминуче призводить до скорочення набору команд мікропроцесора. У мікроконтролерів AVR-згідно з цим принципом практично всі команди (крім тих, у яких одним з операндів є 16-розрядний адреса) також упаковані в одну комірку пам'яті програм. Але зробити це вдалося не за рахунок скорочення кількості команд процесора, а шляхом розширення комірки пам'яті програм до 16 розрядів. Таке рішення є причиною багатства системи команд AVR порівняно з іншими RISC-мікроконтролера.

Організація пам'яті AVR виконана за схемою Гарвардського типу, в якій розділені не тільки адресні простору пам'яті програм і пам'яті даних, але також і шини доступу до них. Для більш глибокого розуміння архітектури наведемо дві схеми . Вся програмна пам'ять мікроконтролерів AVR-виконана за технологією FLASH і розміщена на кристалі. Вона являє собою послідовність 16-розрядних осередків і має ємність від 512 слів до 64K слів в залежності від типу кристала.

Поділ шин доступу до FLASH пам'яті і SRAM пам'яті дає можливість мати шини даних для пам'яті даних і пам'яті програм різної розрядності, а також використовувати технологію конвеєризації. Конвеєризація полягає в тому, що під час виконання поточної команди програмний код наступної вже вибирається з пам'яті і дешифрируется. Для порівняння згадаємо, що у мікроконтролерів сімейства MCS-51 вибірка коду команди і її виконання здійснюються послідовно, що займає один машинний цикл, який триває 12 періодів кварцового резонатора.

У разі використання конвеєра наведену тривалість машинного циклу можна скоротити. Наприклад, у PIC-мікроконтролерів фірми Microchip за рахунок використання конвеєра вдалося зменшити тривалість машинного циклу до 4 періодів кварцового резонатора. Тривалість машинного циклу AVR становить один період кварцового резонатора. Таким чином, AVR здатні забезпечити задану продуктивність при більш низькій тактовій частоті. Саме ця особливість архітектури і дозволяє мікроконтролерів AVR-мати найкраще співвідношення енергоспоживання/продуктивність, оскільки споживання КМОП мікросхем, як відомо, визначається їх робочою частотою.

2. Програмні середовища для розробки програм мп пристроїв.

Основні принципи RAD

Інструментарій має бути націлений на мінімізацію часу розробки.

Створення прототипу для уточнення вимог замовника.

Циклічність розробки: кожна нова версія продукту грунтується на оцінці результату роботи попередньої версії замовником.

Мінімізація часу розробки версії, за рахунок перенесення вже готових модулів і додавання функціональності в нову версію.

Команда розробників повинна тісно співробітничати, кожен учасник повинен бути готовий виконувати декілька обов'язків.

Управління проектом повинне мінімізувати тривалість циклу розробки.

Фази розробки

Планування (Requirements Planning phase) - сукупність вимог, отриманих при системному плануванні та аналізі процедури розробки життєвого циклу (SDLC). На цьому етапі користувачі, менеджери та IT-фахівці обговорюють завдання проекту, його обсяг, системні вимоги, а також складнощі, які можуть виникнути при розробці. Фаза завершується узгодженням ключових моментів з RAD-групою і отриманням від керівників проекту дозволу на продовження.

Користувальницьке проектування (User design phase) - протягом даного етапу користувачі, взаємодіючи з системними аналітиками, розробляють моделі і прототипи, які включають в себе всі необхідні системні функції. Для перекладу користувацьких прототипів в робочі моделі RAD-група зазвичай використовує техніку об'єднаної розробки додатків (JAD) і CASE-інструменти. Користувальницьке проектування виявляється тривалим інтерактивним процесом, який дозволяє користувачам зрозуміти, змінити і в кінцевому рахунку вибрати робочу модель, що відповідає їх вимогам.

Конструювання (Construction phase) - етап, в якому основна задача полягає в розробці програм і додатків. Аналогічна стадії "реалізація" в SDLC. У RAD, однак, користувачі продовжують брати участь і як і раніше можуть пропонувати зміни або поліпшення у вигляді розроблених ними доповідей. В їх завдання входить програмування і розробка додатків, написання коду, інтеграція модулів і системне тестування.

Перемикання (Cutover phase ) - включає в себе операції по конверсії даних, тестування, перехід на нову систему і тренування користувачів. За своїм завданням нагадує фінальну стадію SDLC. Порівнюючи з традиційними методами розробки ПЗ, весь процес виявляється стислим за часом. Як результат, нова система виявляється швидше побудованої, доставленої до замовника і встановленої на робочих місцях.

Середовища розробки, що використовують принципи RAD

Borland Delphi

Borland C++ Builder

IBM Lotus Domino Designer

Microsoft Visual Studio

Adobe Flash

Macromedia Authorware

Macromedia Director

Omnis Studio