Микроконтроллеры с внешней памятью
Некоторые микроконтроллеры (особенно 16- и 32-разрядные) используют только внешнюю память, которая включает в себя как память программ (ROM), так и некоторый объем памяти данных (RAM), требуемый для данного применения. Структура микроконтроллера с внешней памятью показана на рис.5.
Классическим примером такого микроконтроллера является Intel 80188. По существу он представляет собой микропроцессор 8088, который использовался в компьютерах IBM PC, интегрированный на общем кристалле с дополнительными схемами, реализующими ряд стандартных функций, таких как прерывания и прямой доступ к памяти (DMA). Цель создания 80188 состояла в том, чтобы объединить в одном корпусе все устройства, необходимые инженеру для реализации систем, в которых могут использоваться функциональные возможности и программное обеспечение микропроцессора 8088.
Рис. 5. Блок-схема микроконтроллера с внешней памятью
Аналогичные цели достигаются при использовании микроконтроллера 80186, который имеет 16-разрядную внешнюю шину (80188 имеет 8-разрядную внешнюю шину) и представляет собой 16-разрядный процессор 8086, интегрированный на общем кристалле с дополнительными периферийными схемами (такими же, как в 80188). Также как микропроцессор 8088 является упрошенной (8-разрядная внешняя и 16-разрядная внутренняя шина) версией 8086 (l6-разрядные внешняя и внутренняя шины), так и микроконтроллер 80188 является упрошенной версией 80186.
Микроконтроллеры с внешней памятью предназначены для других применений, нежели встраиваемые микроконтроллеры. Эти применения обычно требуют большого объема памяти (RAM) и небольшого количества устройств (портов) ввода-вывода.
Для микроконтроллеров с внешней памятью наиболее подходящими являются приложения, в которых критическим ресурсом является память, а не число логических входов-выходов общего назначения, тогда как для встраиваемых микроконтроллеров имеет место противоположная ситуация.
Типичным примером применения для микроконтроллера с внешней памятью является контроллер жесткого диска с буферной кэш-памятью, который обеспечивает промежуточное хранение и распределение больших объемов данных (обычно измеряемых в мегабайтах). Внешняя память дает возможность такому микроконтроллеру работать с более высокой скоростью, чем встраиваемый микроконтроллер.
Цифровые сигнальные процессоры
Цифровые сигнальные процессоры (DSP) - относительно новая категория процессоров. Назначение DSP состоит в том, чтобы получать текущие данные от аналоговой системы и формировать соответствующий отклик. DSP и их ALU (Arithmetic Logic Unit - арифметико-логическое устройство, которое является аппаратным средством для выполнения вычислений) работают с очень высокой скоростью, что позволяет осуществлять обработку данных в реальном масштабе времени. DSP часто используются в активных шумоподавляющих микрофонах, которые устанавливаются в самолетах (второй микрофон обеспечивает сигнал окружающего шума, который вычитается из сигнала первого микрофона, позволяя таким образом подавить шум и оставить только голос) или для подавления раздвоения изображения в телевизионных сигналах.
Разработка DSP алгоритмов - это специальный раздел теории управления. Изложение этой теории требует использования весьма продвинутой математики и выходит за рамки нашего курса.
В разнообразных DSP можно найти особенности, присущие как встраиваемым микроконтроллерам, так и микроконтроллерам с внешней памятью. DSP не предназначены для автономного применения. Обычно они входят в состав систем, используясь в качестве устройств управления внешним оборудованием, а также для обработки входных сигналов и формирования соответствующего отклика.