4 Устройство современного контроллера на примере
SDK-1.1
Данная глава посвящена архитектуре учебно-лабораторного стенда
SDK-1.1, который является примером простейшего контроллера встраиваемых
систем. На этом примере демонстрируется реализация тех базовых технических
приемов по устройству встраиваемых систем, которые обсуждались в
предыдущих главах.
4.1 Назначение стенда
Учебный стенд представляет собой микропроцессорный контроллер,
построенный на базе однокристальной микро-ЭВМ ADuC812 [1] (SDK-1.1/S на
ADuC842) и имеющий в своем составе разнообразные, типичные для
современных встроенных систем, устройства, предназначенные для ввода,
обработки и вывода информации в цифровом и аналоговом виде. SDK-1.1
можно применять в качестве аппаратной базы для обучения основам
современной микропроцессорной техники и программируемой логики в
университетах, колледжах, физико-математических школах и на предприятиях.
Необходимость в подобных стендах возникает из-за того, что современные
персональные компьютеры, к сожалению, достаточно плохо позволяют
демонстрировать студентам все тонкости организации вычислительного
процесса. Во-первых, вся «начинка» современного компьютера скрыта от
пользователя
операционной
системой.
Во-вторых,
аппаратная
база
компьютеров часто меняется, что сильно затрудняет поддержку учебных
материалов в актуальном состоянии. В-третьих, аппаратура современных
компьютеров общего назначения весьма сложна и на подробное её изучение
может просто не хватить времени, отведенного на курс учебной программой.
Учебный
стенд
SDK-1.1
позволяет
изучить
основные
принципы
функционирования вычислительной машины, заостряя внимание студентов на
самых важных моментах, не отвлекаясь на моменты второстепенные [50].
4.2 Состав стенда
В состав учебного стенда SDK-1.1 входят:
1. Микроконтроллер ADuC812 (Analog Devices), 8 Кб FLASH, 256 байт
ОЗУ, 640 байт EEPROM.
2. Внешнее ОЗУ 128 Кб (с возможностью расширения до 512 Кб),
подключение к МК ADuC812 по системной шине; используется для
хранения пользовательских программ и данных.
3. Расширитель портов ввода–вывода – ПЛИС MAX3064 (Altera),
подключение к МК ADuC812 по системной шине.
4. Внешняя EEPROM–память 256 байт, подключение к МК ADuC812 по
интерфейсу I2C.
178
5. Часы реального времени – PCF8583 (Philips), подключение по
интерфейсу I2C.
6. Консоль оператора (подключение через ПЛИС к МК ADuC812):
Символьный жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) WH1602B-
YGK-CP (Winstar Display), 16 * 2
Матричная клавиатура, 4 * 4
Звуковой излучатель – 1 шт.
Управляемые светодиоды – 8 шт.
Ручные переключатели тестовых сигналов для аналоговых и
дискретных
портов
ввода:
коммутатор
аналоговых
каналов
(подключен напрямую к МК ADuC812) и стимулятор дискретных
портов.
7. Интерфейсы:
Оптически
развязанный
приемопередатчик
инструментального
канала RS–232C (для связи с персональным компьютером).
Интерфейс JTAG (IEEE 1149.1) для контроля периферийной шины и
портов, реализованных в ПЛИС MAX3064.
Рисунок 65. Структура аппаратной части учебного стенда SDK-1.1
179
