10.4 Организация памяти

10.5 Способы адресации данных

10.6 Программные средства разработки МК

10.7 Защита внутреннего ПЗУ

11 PIC-КОНТРОЛЛЕРЫ

11.1 Семейство PIC-контроллеров

11.2 PIC-контроллер на примере PIC12C508

12 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ

СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ

12.1 Сигнальные процессоры фирмы Texas Instruments

12.2 Сигнальные процессоры Analog Devices

12.3 Транспьютеры

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Микропроцессорные контроллеры (МК) – это электронные устройства управления различными объектами с использованием микропроцессоров. В настоящее время микропроцессорная техника непрерывно совершенствуется, расширяя сферы своего применения. Если на начальном этапе МК использовались в специальной аппаратуре военного назначения, то в настоящее время нельзя представить себе современные бытовые приборы без использования микроконтроллеров для программирования различных функций.

Микропроцессор (МП) – это программно-управляемое устройство в виде большой интегральной схемы (БИС), в которой на одном кристалле размещены – арифметико-логическое устройство (АЛУ), сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ) и устройство управления (УУ). МП не имеют внутренней памяти программы и устройства ввода/вывода для сопряжения с внешними системами. За 30 лет своего развития внутренняя архитектура МП сильно изменилась, были опробованы различные методы организации вычислительных процессов в МК.

В настоящее время использование микропроцессоров происходит по двум основным направлениям – в ЭВМ, где основной целью совершенствования МП является повышение информационной производительности, а также в микроконтроллерах, где целью совершенствования является расширение функциональных возможностей при управлении различными объектами. Если на начальном этапе развития МП эти два направления не отличались между собой, то в настоящее время они столь существенно разошлись, что превратились в самостоятельные отрасли науки и техники.

Появление и дальнейшее бурное развитие микропроцессорной техники связано с двумя основными факторами – с успешным развитием технологии производства интегральных микросхем и с накопленным опытом в организации вычислительных систем.

В 1971г. инженеры фирмы Intel (США) T.Hoff, F.Faggin, S.Mazor разработали первый 4-х разрядный микропроцессор I-4004, а затем 8-ми разрядный I-8008, появление которых считают началом эры микропроцессорной техники [1]. Но наиболее значимое событие произошло в 1974 г., когда на рынке появился более совершенный 8-ми разрядный микропроцессор I-8080, который стал классическим и который признан в качестве величайшего достижения ХХ века. За короткое время к разработке микропроцессоров подключилось множество электронных фирм, реализуя принцип конкурентной борьбы, как один из основных принципов технического прогресса в современном мире.

На начальном этапе исторического развития микропроцессорной техники такие фирмы как Zilog (микропроцессор Z-80), Motorola (микропроцессор Motorola-6800), Advanced Micro Devices(AMD) (секционный микропроцессорный комплект Am2900), Texas Instruments ( микропроцессор TMS9900) и другие разработали широкий спектр микропроцессоров для персональных ЭВМ и микроконтроллеров. Фирма Intel лидировала в этой гонке, предложив потребителю следующие МП [2]:

Таблица 1.

Модель МП	Разрядность, бит		Тактовая частота, МГц
	ШД	ША
- 1974г. – I -8080; - 1976г. – I -8085; - 1978г. – I -8086; - 1981г. – I -8088; - 1982г. – I -80186; - 1985г. – I -80286; - 1987г. – I -80386; - 1989г. – I -80486; - 1993г. – Pentium; - 1995г. – Pentium Pro;	8 8 16 8,16 16 16 32 32 64 64	16 16 20 20 20 24 32 32 32 32	4,77 6,7 8 8 10 16-33 25-50 33-100 50-100 66-200

Отечественная промышленность довольно успешно отслеживала появление за рубежом микропроцессорных комплектов, разрабатывая на их основе свои отечественные аналоги, в номенклатурном номере которых сохранялись ключевые цифры прототипов. Так появились МП К580ВМ80, К1821ВМ85, К1810ВМ86, К1804ВС1 (аналог Am2901), КР581 (аналог TMS9981 и т.д.

В середине 80-х годов в нашей стране появились первая персональная ЭВМ “Электроника-60”, которая использовала 16-ти разрядный МП комплект КР581 и являлась аналогом ПЭВМ PDP-11 фирмы DEC. Затем, в связи с выпуском МП К1810ВМ86, в нашей стране появились персональные ЭВМ – СМ1810, “Искра 1030”, “ЕС1840”, ”Нейрон И6.99” [3,4]. Особенностью этого этапа развития микропроцессорной техники является раздельное использование в МК микропроцессора, ПЗУ в качестве памяти программы, ОЗУ для хранения данных, а также устройств ввода/вывода (УВВ). В таком виде МК представляли собой довольно громоздкие устройства, размещаемые на нескольких печатных платах и потребляющие несколько десятков ватт мощности.

Ситуация кардинально изменилась с появлением в 1977 г. [7] первой однокристальной микроЭВМ (ОМЭВМ) – I-8048, когда на одном кристалле был размещен не только микропроцессор, но и ПЗУ для хранения программы, ОЗУ для хранения данных и УВВ. За первой ОМЭВМ последовали следующие разработки - I-8051 в 1981 г. и I-8096 в 1983 г. ОМЭВМ позволяют в настоящее время весь МК реализовать на одной СБИС.

Отечественная электронная промышленность до 90-х годов выпустила аналоги – 1816ВЕ48, 1816ВЕ51 и сигнальный процессор 1813ВЕ1 – аналог I-2920.

В настоящее время ОМ ЭВМ выпускают фирмы Intel, AMD, Texas Instruments, Analog Devices, Altera, Microchip и т.д., практически все электронные фирмы, выпускающие интегральные микросхемы. При этом, разработанная ОМЭВМ выпускается в виде целого семейства, в котором каждые типы отличаются техническими характеристиками, объемом внутренний памяти, объемом памяти программы и наличием внутренних функциональных устройств – таймеров, ЦАП, АЦП, генераторов специальных сигналов и других функциональных устройств. Подобный подход позволяет фирмам-производителям ОМЭВМ удовлетворять любые запросы потребителей.