NUC975DK61Y - Схемаҳои интегралӣ, дарунсохт, микроконтроллерҳо - Корпоратсияи Технологияи NUVOTON

1 Таърифи микроконтроллер

Азбаски микроконтроллер воҳиди мантиқии арифметикӣ, хотира, таймер/ҳисобкунак ва схемаҳои гуногун / O ва ғайра мебошад, ки ба як чип муттаҳид шуда, системаи асосии мукаммали ҳисоббарориро ташкил медиҳад, онро микрокомпьютери як-чип низ меноманд.

Барнома дар хотираи микроконтроллер, ки бо сахтафзорҳои микроконтроллер ва схемаҳои сахтафзори периферӣ зич истифода мешавад, аз нармафзори компютерӣ фарқ мекунад ва ҳамчун барномаи микроконтроллерӣ барномаи микроконтроллер номида мешавад.Умуман, микропросессор як CPU дар як схемаи интегралӣ мебошад, дар ҳоле ки микроконтроллер CPU, ROM, RAM, VO, таймер ва ғайра ҳама дар як схемаи интегралӣ мебошад.Дар муқоиса бо CPU, микроконтроллер қудрати пурқуввати ҳисоббарорӣ надорад ва воҳиди MemoryManaaement надорад, ки микроконтроллер метавонад танҳо баъзе вазифаҳои нисбатан ягона ва оддӣ, мантиқ ва дигар вазифаҳоро иҷро кунад ва он дар идоракунии таҷҳизот, коркарди сигнали сенсорӣ васеъ истифода мешавад. ва дигар соҳаҳо, аз қабили баъзе асбобҳои рӯзгор, таҷҳизоти саноатӣ, асбобҳои барқӣ ва ғайра.

2 Таркиби микроконтроллер

Микроконтроллер аз якчанд қисм иборат аст: протсессори марказӣ, хотира ва вуруд/баромад:

-Протсессори марказӣ:

Протсессори марказӣ ҷузъи асосии MCU, аз ҷумла ду қисми асосии оператор ва контроллер мебошад.

-Оператор

Оператор аз воҳиди арифметикӣ ва мантиқӣ (ALU), аккумулятор ва регистрҳо ва ғайра иборат аст. Нақши ALU иҷрои амалҳои арифметикӣ ё мантиқӣ бо маълумоти воридшаванда мебошад.ALU қодир аст, ки андозаи ин ду маълумотро илова, тарҳ, мувофиқат ё муқоиса кунад ва дар ниҳоят натиҷаро дар аккумулятор нигоҳ дорад.

Оператор ду вазифа дорад:

(1) Барои иҷрои амалҳои гуногуни арифметикӣ.

(2) Барои иҷрои амалҳои гуногуни мантиқӣ ва иҷрои санҷишҳои мантиқӣ, ба монанди санҷиши арзиши сифр ё муқоисаи ду арзиш.

Ҳама амалҳое, ки оператор иҷро мекунад, тавассути сигналҳои назоратӣ аз контроллер идора карда мешавад ва дар ҳоле ки амалиёти арифметикӣ натиҷаи арифметикӣ медиҳад, амалиёти мантиқӣ ҳукм мебарорад.

-Назоратчӣ

Контроллер аз ҳисобкунаки барномаҳо, реестри дастурҳо, декодерҳои инструксияҳо, генератори вақт ва контролери амалиёт ва ғайра иборат аст. Маҳз "мақоми тасмимгиранда" фармон медиҳад, яъне кори тамоми системаи микрокомпьютерро ҳамоҳанг ва роҳбарӣ мекунад.Вазифаҳои асосии он инҳоянд:

(1) Барои гирифтани дастур аз хотира ва нишон додани ҷойгиршавии дастури навбатӣ дар хотира.

(2) Барои рамзкушоӣ ва санҷиши дастур ва тавлиди сигнали назоратии амалиёти мувофиқ барои осон кардани иҷрои амали муқарраршуда.

(3) Самти ҷараёни маълумотро байни CPU, хотира ва дастгоҳҳои вуруду баромад роҳнамоӣ ва назорат мекунад.

Микропросессор тавассути автобуси дохилӣ ALU, ҳисобкунакҳо, регистрҳо ва қисмҳои идоракуниро бо ҳам пайваст мекунад ва тавассути автобуси беруна ба хотираи беруна ва схемаҳои интерфейси вуруду баромад пайваст мешавад.Автобуси беруна, ки онро автобуси системавӣ низ меноманд, ба автобуси додаҳои DB, автобуси суроғаи AB ва автобуси идоракунӣ CB тақсим карда мешавад ва ба воситаи схемаи интерфейси вуруду баромад ба дастгоҳҳои гуногуни периферӣ пайваст карда мешавад.

- Хотира

Хотираро ба ду категория тақсим кардан мумкин аст: хотираи маълумот ва хотираи барнома.

Хотираи маълумот барои нигоҳ доштани маълумот ва нигаҳдории барнома барои нигоҳ доштани барномаҳо ва параметрҳо истифода мешавад.

-Ворид/Баромад -Пайванд ё рондани дастгоҳҳои гуногун

Портҳои иртиботи силсилавӣ - мубодилаи маълумот байни MCU ва перифериҳои гуногун, ба монанди UART, SPI, 12C ва ғайра.

3 Таснифи микроконтроллерҳо

Аз рӯи миқдори битҳо, микроконтроллерҳоро ба 4-бит, 8-бит, 16-бит ва 32-бит тақсим кардан мумкин аст.Дар барномаҳои амалӣ 32-бит 55%, 8-бит 43%, 4-бит 2% ва 16-бит 1% -ро ташкил медиҳад.

Мумкин аст, ки микроконтроллерҳои 32-бит ва 8-битӣ имрӯз микроконтроллерҳои васеъ истифодашаванда мебошанд.
Тафовут дар шумораи битҳо микропросессорҳои хуб ё бадро ифода намекунад, на ин ки шумораи битҳо зиёдтар бошад, микропросессор ҳамон қадар беҳтар аст ва шумораи битҳо ҳар қадар камтар бошад, микропросессор ҳамон қадар бадтар аст.

MCU-ҳои 8-бита бисёрҷониба мебошанд;онҳо барномасозии оддӣ, самаранокии энергетикӣ ва андозаи хурди бастаро пешниҳод мекунанд (баъзеҳо танҳо шаш пин доранд).Аммо ин микроконтроллерҳо одатан барои функсияҳои шабакавӣ ва коммуникатсия истифода намешаванд.

Протоколҳои маъмултарини шабакавӣ ва стекҳои нармафзори коммуникатсионӣ 16- ё 32-бит мебошанд.Таҷҳизоти периферии иртиботот барои баъзе дастгоҳҳои 8-бит дастрасанд, аммо MCU-ҳои 16 ва 32-битӣ аксар вақт интихоби самараноктаранд.Бо вуҷуди ин, MCU-ҳои 8-битӣ маъмулан барои барномаҳои гуногуни назорат, ҳассос ва интерфейс истифода мешаванд.

Аз ҷиҳати меъморӣ, микроконтроллерҳоро ба ду категория тақсим кардан мумкин аст: RISC (Reduced Instruction Set Computers) ва CISC (Complex Instruction Set Computers).

RISC микропросессорест, ки навъҳои камтари дастурҳои компютериро иҷро мекунад ва дар солҳои 1980-ум бо асосии MIPS (яъне мошинҳои RISC) ба вуҷуд омадааст ва микропросессорҳое, ки дар мошинҳои RISC истифода мешаванд, дар маҷмӯъ протсессорҳои RISC номида мешаванд.Бо ин роҳ, он метавонад амалиётҳоро бо суръати тезтар иҷро кунад (миллионҳо дастур дар як сония ё MIPS).Азбаски компютерҳо барои иҷрои ҳар як намуди дастур транзисторҳои иловагӣ ва элементҳои схемаро талаб мекунанд, ҳар қадар маҷмӯи дастурҳои компютерӣ калонтар бошад, микропросессорро мураккабтар мекунад ва амалиётҳоро сусттар иҷро мекунад.

CISC маҷмӯи бои микродастурҳоро дар бар мегирад, ки эҷоди барномаҳоеро, ки дар протсессор кор мекунанд, содда мекунанд.Дастурҳо аз забони ассемблер иборатанд ва баъзе вазифаҳои умумӣ, ки дар ибтидо аз ҷониби нармафзор амалӣ карда мешаванд, ба ҷои он аз ҷониби системаи дастури сахтафзор амалӣ карда мешаванд.Ҳамин тариқ, кори барномасоз хеле кам мешавад ва дар ҳар як давраи дастур барои баланд бардоштани суръати иҷрои компютер баъзе амалҳо ё амалҳои дараҷаи поёнтар ҳамзамон коркард карда мешаванд ва ин системаро системаи мураккаби дастурҳо меноманд.

4 Хулоса

Мушкилоти ҷиддӣ барои муҳандисони электроникаи автомобилии имрӯза сохтани як мошини арзон, бе мушкилот аст ва ҳатто дар сурати нокомӣ метавонад системаҳои автомобилӣ кор кунад, дар айни замон кори мошин тадриҷан беҳтар мешавад, микроконтроллерҳо интизоранд, ки самаранокии онро беҳтар кунанд. воҳидҳои идоракунии электронии автомобилӣ.