Микропроцессорные контроллеры

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Структура и принцип работы микропроцессорного контроллера 4
1.1 Структура МК 4
1.2 Принцип работы МК 6
2. Архитектура микроконтроллера 9
2.1 Архитектура с Q-шиной 9
2.2 Архитектура с микрокомандным управлением 10
2.3 Архитектура с частичным совмещением шин 11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 14

1.2 Принцип работы МК
Начиная со второй половины 90-х гг прошлого века все ДК построены на базе микропроцессоров. Каждый микропроцессор представляет собой миниатюрную ЭВМ с энергозависимой памятью, в которой записывается вся программа управления ДК. Поэтому весь принцип работы основных устройств реализуется программным путем. В память также записывается конфигурация ДК, схема подключения ламп светофоров, работа с линией связи и внешними устройствами и т.п.
Команды управления, пришедшие одновременно от нескольких внешних устройств (ЦУП, ВПУ, ТВП, ДТ), разделяются в зависимости от приоритетности этих устройств.
Управляющие светофорами ДКМП отличаются более высокой надежностью. Эксплуатация ДК упрощается, т.к. изменение программы его работы не связано с перепайкой перемычек в коммутаторах блоков или заменой самих блоков.3
В состав ДКМП входят (см.
...

2.1 Архитектура с Q-шиной
Для этого типа архитектуры МК характерной особенностью является совмещение ШД, ША, ШК. При этом по организации памяти – это архитектура фон-Неймановского типа, а по способу управления – это архитектура с программным управлением, то есть CISC-архитектура.
При совмещение ШД, ША, ШК в каждом цикле выполнения команды последовательно по Q-шине передаются: адрес команды, команда из ПЗУ, адрес данных, данные в ОЗУ или из ОЗУ. Необходимым условием работы такой структуры является наличие интерфейса (ИФ) в каждом устройстве, подключаемом к Q-шине. ИФ дешифрирует адрес и разрешает работу своего устройства. При этом дополнительно используются служебные сигналы от МП, которые передают признак передачи адреса по Q-шине и признак режима работы – чтение или запись данных во внешние устройства.
...

2.2 Архитектура с микрокомандным управлением
Для данного типа архитектуры МК характерными признаками является раздельное существование ШД, ША, ШК. При этом по организации памяти – это архитектура гарвардского типа, а по способу управления – это архитектура с микропрограммным управлением, то есть RISC-архитектура.
При микрокомандном управлении каждый разряд микрокоманды управляет соответствующим устройством МП. Такой способ управления характеризуется определенной избыточностью, так как большое количество устройств в МП используется крайне редко, а управляющие разряды для них выделены и должны присутствовать в микрокоманде. Но микрокомандное управление позволяет реализовать чтение команды из памяти и выполнение ее за один такт основной тактовой частоты, что обеспечивает реализацию в микроЭВМ и МК с микрокомандным управлением максимальное быстродействие только за счет архитектуры, без учета быстродействия элементов схемы МП.
...

2.3 Архитектура с частичным совмещением шин
Основоположником этого типа архитектуры явилась фирма Intel. Основными характеристиками данной архитектуры является совмещение ШД и ШК, при этом ША существует отдельно.5
По организации памяти – это архитектура фон-Неймановского типа, а по способу управления – это архитектура с программным управлением, то есть с фиксированной системой команд или CISC-архитектура.
В каждом цикле выполнения команды по ШД сначала передаются команды, а потом данные. С точки зрения достоинств и недостатков данная архитектура носит промежуточный характер между двумя типами архитектур МК, рассмотренных выше.
Этот тип архитектуры также был успешно освоен отечественной промышленностью. Были разработаны микропроцессорные комплекты К580, К1810, К1821, К1858 (аналог – Z80 фирмы Zilog) и т.д., на базе которых отечественной промышленностью в 70-е и 80-е годы выпускались ПЭВМ – СМ1800, СМ1810, Искра 1030, ЕС1840, Нейрон И6.99.
...

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афонин А.А., Ямашев Г.Г. Микроконтроллеры в задачах ориентации, навигации и управлении летательных аппаратов. - Учебное электронное издание. — Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2016. — 191 c.
2. Водовозов A.M. Микроконтроллеры для систем автоматики. - М.:Инфра-Инженерия. ISBN 978–5–9729-0138-8.:ил,;табл. Учебное пособие, 2016. – 164 с.
3. Белов А.В. Разработка устройств на микроконтроллерах AVR: шагаем от чайника до профи. - СПб.: Наука и техника, 2013. - 528 с.
4. Шагурин И.И., Мокрецов М.О. Микроконтроллеры и их применение в электронной аппаратуре. - Учебное пособие. — М.: Научно–исследовательский ядерный университет «МИФИ», 2011. — 121 с.
5. Предко М. PIC-микроконтроллеры: архитектура и программирование. - М.: ДМК Пресс, 2010. - 512 с.
...