Архитектуры микроконтроллера
CISC (Complex Instruction Set Computer)
RISC (Reduced Instruction Set Computer)
Архитектура компьютера
- Гарвардская
- Фон-Нейманская
Архитектура фон Неймана
Это принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Когда говорят о данной архитектуре, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных
Гарвардская архитектура
Типичные операции (сложение и умножение) требуют от любого вычислительного устройства нескольких действий: выборку 2-х операндов, выбор инструкции и ее выполнение, сохранение результата. Идея заключалась в физическом разделении линии передачи команд и данных (здесь присутствует отдельная шина для данных)
При выборе оцениваются следующие параметры:
- система команд
- архитектура
- частота
- стоимость
- встроенный (невстроенный)
- количество портов
- объем памяти (сегодня появилась кэш-память, она «ближе» к процессору)
- температурный режим работы
- техническая поддержка (microchip.ru)
Отличие сигнального процессора (DSP) от микроконтроллера
- вычислительная мощь
DSP (Digital Signal Processor):
ASIC-DSPспециального назначения.
Также в схему на рис.47 входит аналоговый компаратор.
Порт: регистр состояния, регистр данных, регистр регулирования.
Двунаправленный порт- комбинация проводов и регистров
Каждый порт- 8-разрядный регистр.
Интерфейсы
I2c (Inter- Intrgrated Circuit)
Задачей появления шины I2Cявлялось перейти от параллельной передачи данных, неизбежно имеющей число проводников равное разрядности шины к последовательной передаче данных по 3-м проводам. В стандартном режиме шина обеспечивает передачу последовательных 8-битных данных со скоростью до 100 кбит/с. Для осуществления процесса обмена информацией по шинеI2Cиспользуется всего два сигнала: линия данныхSDA, линия синхронизацииSCL
I2C– последовательный синхронный интерфейс для соединения компонентов (АЦП, ЖКИ, микроконтроллера).
4 режима работы при организации обмена данными:
1) полный дуплекс
Дуплексный режим позволяет вести передачу и прием одновременно в двух встречных направлениях.
2) полудуплексный
Полудуплексный режим позволяет выполнять поочередный обмен данными в обоих направлениях. В каждый момент времени передача может вестись только в одном направлении: один передает, другой принимает. И пока передача не закончилась, принимающий ничего не может сообщить передающему
3) однодуплексный
В симплексном режиме передача данных может вестись только в одном направлении: один передает, другой принимает
Скорость передачи 80 Кбит/сек.
В I2C7 бит, что соответствует 128 устройствам (т.к. ширина адреса 7 бит).
Если ширина адреса 10 бит, тогда можно адресовать 2^10= 1024 устройств.
Рис.48
вывод для данных
провод для «клоков»
Условия передачи: «старт» и «стоп»
«Старт»
Процедура обмена начинается с того, что формируется состояние «Старт»- генерируется переход сигнала линии SDAиз высокого состояния в низкое при высоком уровне на линииSCL. Этот переход воспринимается всеми устройствами , подключенными к шине, как признак начала процедуры обмена.
Рис.49
т.е.
на 2 провода подаются 1 и 1. Питание: 5В
2) «Стоп»
Обмен завершается тем, что формируется состояние «Стоп» - переход состояния линии SDAиз низкого состояния в высокое при высоком состоянии линииSCL(см рис.49, но наоборот):SDA=0,clockменяется от 0 до 1.
Состояния «Старт» и «Стоп» всегда вырабатываются ведущим. Считается, что шина занята после фиксации состояния «Старт», свободна- через некоторое время после фиксации состояния «Стоп».