
- •Микропроцессорные системы для автоматизации технологических процессов
- •7.1. Введение 39
- •8. Семейство 32-разрядных микроЭвм фирмы Motorola 88
- •9. Организация контроллеров pic фирмы Microchip 113
- •10. Особенности архитектуры сигнальных процессоров 125
- •10.2. Организация памяти 136
- •10.5.1. Прерывания 150
- •11. Пример проектирования асу тп: асу тп подготовки резиновой смеси 158
- •1.Введение
- •2.Архитектура управляющих цвм
- •2.1.Требования к цвм в контуре управления. Сравнительный анализ архитектур
- •2.1.1.Первая массовая управляющая цвм pdp-8
- •2.1.2.Семейства управляющих цвм pdp-11/lsi-11
- •3.Проблема связи между уровнями в многоуровневых мпс
- •3.1.Микроконтроллеры экр1847вг6 (upi - 42)
- •4.Клавиатура и индикация в мпс
- •4.1.Двоичная индикация и ключи
- •4.2.Матричная клавиатура
- •4.3.Сегментная индикация
- •4.4.Контроллер клавиатуры и индикации к580вв79
- •4.4.1.Работа контроллера
- •4.4.1.1.Управление клавиатурой
- •4.4.1.2.Управление дисплеем
- •5.Однокристальные микроЭвм – общие принципы организации
- •5.1.Особенности архитектуры 8-разрядный оэвм фирмы intel
- •5.1.1.Омэвм 8048
- •5.1.2.Семейство омэвм mcs-51
- •6.Обзор 8-разрядных контроллеров фирмы Motorola
- •6.1.Архитектура процессорного модуля семейства mc68hc05
- •6.1.1.Архитектура цпу
- •6.1.2.Организация памяти.
- •6.1.3.Встроенная подсистема ввода/вывода
- •6.2.Семейство мс68нс08
- •6.3.Семейство мс68нс11
- •7.Однокристальная микроЭвм mc68hc11e9
- •7.1.Введение
- •7.1.1.Характеристики
- •7.1.2.Характеристики представителей семейства mc68hc11.
- •7.1.3.Программная модель mc68hc11e9
- •7.1.4.Внутренняя структура и назначение выводов
- •7.1.5.Режимы работы
- •7.1.6.Карта памяти
- •7.1.7.Эсппзу и его программирование
- •7.2.Параллельный ввод/вывод
- •7.2.1.1.Синхронный параллельный обмен
- •7.2.1.2.Асинхронный параллельный обмен
- •7.2.1.2.1.Простой стробируемый ввод/вывод
- •7.2.1.2.1.1.Стробируемый ввод в порт c
- •7.2.1.2.1.2.Стробируемый вывод из порта b
- •7.2.1.2.2.Ввод/вывод с полным квитированием установления связи.
- •7.2.1.2.3.Режима ввода с полным квитированием установления связи
- •7.2.1.2.4.Режима вывода с полным квитированием установления связи
- •7.2.1.2.5.Режима двунаправленного обмена
- •7.2.2.Синхронный параллельный обмен
- •7.2.2.1.Выбор режимов асинхронного обмена
- •7.2.2.2.Краткое резюме по способам параллельного обмена в…е9
- •7.3.Последовательный интерфейс связи (sci).
- •7.3.1.Формат данных
- •7.3.2. Структура последовательного интерфейса связи
- •7.3.3.Передача данных
- •7.3.4.Прием данных
- •7.3.4.1.Распознавание старт-бита
- •7.3.4.2.Особенности при работе в системах с несколькими приемниками
- •7.4.Последовательный периферийный интерфейс (spi).
- •7.4.1.Структура spi
- •7.4.2.Регистры spi.
- •7.4.3.Функциональное описание.
- •7.4.3.1.Работа системы с несколькими ведомыми устройствами
- •7.5.Система контроля временных интервалов
- •7.5.1.Входная фиксация
- •7.5.2.Выходное сравнение
- •7.5.2.1.Принудительное сравнение
- •7.5.2.2.Особенности выходного сравнения 1
- •7.5.3.Счетчик внешних событий
- •7.5.4.Генератор прерываний реального времени
- •7.6.Подсистема аналого-цифрового преобразователя
- •7.7.Прерывания
- •7.7.1.Дисциплина обслуживания прерываний
- •7.7.1.1.Приоритеты запросов
- •7.8.Специальные средства микроконтроллера
- •7.8.1.Регистр выбора конфигурации (option).
- •7.8.2.Режимы пониженного энергопотребления.
- •7.9.Система команд микроЭвм мс68нс11е9
- •7.10.Особенности организации микроЭвм mc68hc11f1
- •7.10.1.Особенности параллельного ввода/вывода
- •7.10.2.Особенности карты памяти mc68hc11f1
- •7.10.3.Функции выбора кристалла (Chip Selects)
- •8.Семейство 32-разрядных микроЭвм фирмы Motorola
- •8.1.Модульность архитектуры
- •8.2.1.Основные характеристики cpu32:
- •8.2.2.Программная модель
- •8.2.3.Регистры
- •8.2.4.Типы данных
- •8.2.5.Системные особенности
- •8.2.6.Система команд
- •8.3.Модуль системной интеграции (sim)
- •8.3.1.Функционирование шины
- •8.3.2. Блок конфигурации и защиты системы
- •8.3.3. Логика выборки внешних устройств
- •8.4.Таймерный сопроцессор (tpu)
- •8.4.1.Таймерные функции высокой точности
- •8.4.2.Характеристики tpu
- •8.4.3.Общая концепция tpu
- •8.5.Озу (с эмуляцией tpu)
- •8.6.Модуль буферизованного последовательного ввода/вывода (qsm)
- •8.6.1.Расширенные возможности qspi
- •8.6.2.Подмодуль sci
- •8.7.Микроконтроллер mc68332
- •8.7.1.Функциональное назначение выводов микроконтроллера
- •9.Организация контроллеров pic фирмы Microchip
- •9.1.Однокристальные микроЭвм
- •9.2.Контроллер can-интерфейса
- •10.Особенности архитектуры сигнальных процессоров
- •10.1.Функциональная схема и назначение внешних выводов
- •10.2.Организация памяти
- •10.2.1. Вспомогательные регистры
- •10.2.2.Методы адресации памяти данных
- •10.2.3.Пересылки из одной области памяти в другую
- •10.3.Центральное арифметико-логическое устройство (calu)
- •10.4.Последовательный порт
- •10.5.Системные средства
- •10.5.1.Прерывания
- •10.5.2.Универсальные контакты *bio и xf
- •10.5.3.Внешняя память и интерфейс ввода-вывода
- •10.5.4.Мультипроцессорная обработка и прямой доступ к памяти
- •10.6.Система команд сигнального процессора
- •10.6.1.Способы адресации и форматы команд
- •Команды пересылки и загрузки
- •Арифметико-логические и специальные команды
- •Команды передачи управления
- •Команды управления
- •11.Пример проектирования асу тп: асу тп подготовки резиновой смеси
- •11.1.Существующая система приготовления резиновой смеси
- •11.2.Требования к разрабатываемой асу тп
- •11.3.Выбор способа реализации управляющего блока
- •11.4.Выбор режима работы микроЭвм и распределение адресного пространства
- •11.4.1.Выбор режима работы
- •11.4.2.Распределение ресурсов ввода/вывода
- •11.4.3.Назначение управляющих клавиш и элементы диалога
- •11.4.4.И Только для чтения спользуемые ресурсы микроЭвм
10.2.Организация памяти
На кристалле TMS320С2х находится 544 16-разрядных слова памяти, из которых 288 слова всегда отведены под данные, а 256 слов в разных конфигурациях процессора могут использоваться либо как память данных, либо как память программ. TMS320C25 кроме того обеспечен маскируемым ПЗУ (ROM), объемом 4К слов, а TMS320E25 - памятью 4К слов с ультрафиолетовым стиранием EPROM.
Память данных
544 слова внутренней памяти данных (RAM) процессора, разделены на три отдельных блока (B0, B1, B2), как показано на 3-1. Из 544 слов 256 слов (блок B0) можно использовать либо как память данных, либо как память программ в зависимости от конфигурации процессора, устанавливаемой специальными командами; 288 слов (блоки B1 и B2) всегда хранят только данные. Таким образом память размером 544 слов позволяет создавать массивы данных размером до 512 слов (256, если часть RAM занята памятью программ), а оставшиеся 32 слова использовать для промежуточных вычислений.
TMS320C2x может адресовать до 64К слов памяти данных. Внутренняя память данных и внутренние резервные области памяти лежат в области памяти данных до 1К. Старше 1К слов может располагаться внешняя память. Если внешняя память - медленная, то для формирования циклов ожидания можно использовать контакт READY.
Память программ
RAM, ROM/EPROM, расположенные на кристалле, или быстрая внешняя память программ позволяют работать процессору с максимальной скоростью без циклов ожидания. Однако, если процессор работает с медленной внешней памятью, необходимо использовать контакт READY для формирования циклов ожидания. Все 64К слова памяти доступны. Внутренний блок RAM (B0) может использоваться как память программ.
На TMS320C25 устанавливается программируемое ПЗУ программ (ROM), объемом 4К слов. В это маскируемое ПЗУ может быть зашита программа пользователя. На TMS320E25 также устанавливается EPROM для памяти программ, объемом 4К слов. Наличие ROM или EPROM позволяет выполнять программы с максимальной скоростью и не требует использования быстродействующей внешней памяти. Кроме того, это освобождает внешнюю шину для обращения ко внешней памяти данных и к портам ввода/вывода.
Использование в качестве первых 4К слов памяти программ внутренней памяти (ROM, EPROM) или внешней памяти, определяется состоянием контакта MP/*MC (микропроцессор/микроконтроллер) процессора TMS320C2х. Если на MP/*MC высокий уровень - используется внешняя память, если низкий - внутренняя.
Карты распределения памяти
TMS320C2x обеспечен тремя разделенными адресными пространствами - для памяти программ, для памяти данных и для устройств ввода/вывода. Эти пространства вне кристалла различаются при помощи сигналов *PS, *DS, *IS (для пространств программы, данных, ввода/вывода соответственно).
Блоки памяти B0, B1, B2, расположенные на кристалле, охватывают в сумме 544 слова памяти с произвольным доступом (RAM). RAM блок B0 (256 слов) располагается на 4 и 5 страницах памяти данных, если он отведен под данные, или по адресам FF00 - FFFF, если он является частью памяти программ. Блок B1 (только для данных) располагается на 6 и 7 страницах, а блок B2 занимает старшие 32 слова 0 страницы. Отметим, что оставшуюся часть 0 страницы занимают 6 адресуемых регистров и резервная область; 1 - 3 страницы также представляют собой резервную область. Резервные области нельзя использовать для хранения информации, при чтении их содержимое не определено.
Команды CNFD/CNFP используются для конфигурации блока B0 либо как память программ, либо как память данных. Команду BLKP (переместить информацию из памяти программ в память данных) можно использовать для загрузки блока B0 кодами команд, пока он является памятью данных, и затем, используя команду CNFP (сформировать блок RAM как память команд), превратить его в RAM программ.
Внутренняя память программ (ROM), расположенная на кристалле процессора может быть использована в качестве младших 4Кслов памяти программ. Для этого на контакт MP/*MC должен быть подан сигнал низкого уровня. Для запрещений использования внутренней области ROM на MP/*MC надо подать высокий уровень.
Когда блок B0 используется как память программ, он может быть загружен кодами команд из внешней памяти программ при помощи команд RPTK (повторить последующую команду столько раз, сколько указано в непосредственном операнде) и BLKP (переместить блок информации из памяти программ в память данных).
Если для хранения команд используется быстрая внешняя память или внутренняя память RAM, TMS320C2x выполняет обработку на максимальной скорости без циклов ожидания. Однако, существует возможность подключать к процессору более медленную, а значит и более дешевую внешнюю память. Для этой цели имеется входной сигнал READY. Загрузка кодов команд из медленной внешней памяти в RAM память, расположенную на кристалле позволяет увеличить скорость вычислений и одновременно снизить стоимость системы.
Шесть регистров, расположенных в пределах адресного пространства данных, перечислены в Таблице 3-2 и показаны на функциональной схеме Рис. 3-1.
Доступ к адресуемым регистрам осуществляется так же, как и к ячейкам памяти данных. Исключение лишь в том, что BLKD не перемещает информацию из области адресуемых регистров.
Таблица 3-2. Адресуемые регистры
-
Название
Адрес
Назначение
DRR (15-0)
0
Регистр-приемник последовательного порта
DXR (15-0)
1
Регистр-передатчик последовательного порта
TIM (15-0)
2
Регистр таймера
PRD (15-0)
3
Регистр периода
IMR (5-0)
4
Регистр масок прерываний
GREG (7-0)
5
Регистр распределения глобальной памяти