Микроконтроллеры и фирмы их производящие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ПТЭиВС

Реферат

по дисциплине

«Введение в специальность»

на тему:

«Микроконтроллеры и фирмы их производящие»

Выполнил студент группы 11-В:

Лаврушин С.

Проверил:

Тугарев А.С.

Орел, 2004 г.

Введение

За все время существования и применения электронно-вычислительных машин (ЭВМ) их важнейшие параметры быстродействие, потребляемая мощность, надежность определялись, прежде всего, применяемой элементной базой, то есть теми электронными «кирпичиками», из которых строится большое и сложное «здание» –­­­ сама ЭВМ. В машинах первого поколения применялись электровакуумные приборы (радиолампы), обеспечивающие быстродействие ЭВМ в сотни или тысячи операций в секунду. Эти машины были громоздки, часто выходили из строя, и для обеспечения их нормальной работы требовалась сложная система охлаждения.

Изобретение транзистора позволило довести быстродействие ЭВМ до десятков и сотен тысяч операций в секунду при существенном увеличении плотности упаковки (компоновки) элементов: транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов. Такие ЭВМ относились к машинам второго поколения.

Появление интегральных микросхем, включающих большое количество электронных элементов, и применения их в ЭВМ третьего и дальнейших поколений еще более увеличило быстродействия последних, позволило упростить процедуру общения человека с ЭВМ, максимально приблизило ее к объекту управления и контроля.

Дальнейший рост степени интеграции позволил разместить в кристалле микросхемы уже не отдельные простые узлы или фрагменты устройств ЭВМ, а целые устройства и даже целые ЭВМ. Это привело к созданию микроконтроллера (МК) – изделия микроэлектроники и вычислительной техники принципиально нового класса, способного вести обработку и хранение информации в одном или нескольких корпусах микросхем.

Использование микроконтроллеров в изделиях не только приводит к повышению технико-экономических показателей (стоимости, надежности, потребляемой мощности, габаритных размеров), но и позволяет сократить время разработки изделий и делает их модифицируемыми, адаптивными [1]. Использование микроконтроллеров в системах управления обеспечивает достижение высоких показателей эффективности при низкой стоимости.

Микроконтроллеры представляют собой эффективное средство автоматизации разнообразных объектов и процессов.

Можно считать что микроконтроллер – это компьютер, разместившийся в одной микросхеме. Отсюда и его основные привлекательные качества: малые габариты; высокие производительность, надежность и способность быть адаптированным для выполнения самых различных задач.

Микроконтроллер помимо центрального процессора (ЦП) содержит память и многочисленные устройства ввода/вывода: аналого-цифровые преобразователи, последовательные и параллельные каналы передачи информации, таймеры реального времени, широтно-импульсные модуляторы (ШИМ), генераторы программируемых импульсов и т.д.

Его основное назначение – использование в системах автоматического управления, встроенных в самые различные устройства (кредитные карточки, сотовые телефоны, музыкальные центры, стиральные машины, системы охранной сигнализации, ядерные реакторы и многое, многое другое).

В настоящее время существует огромная номенклатура (более 10000) различных микроконтроллеров, различающихся сферой применения, параметрами, встроенными в кристалл периферийными узлами. Выпуском микроконтроллеров занимается более десятка производителей.

Семейство MCS-51, MCS-52, MCS-251 и совместимых с ними микроконтроллеров [1]

Первые микро-ЭВМ (серии 8048), появившись на западном рынке в 1976 г., сразу же завоевали симпатии разработчиков и потребителей.

Однако практически сразу были отмечены недостатки этих мик­ро-ЭВМ. Разработчики постоянно ощущали нехватку объема ПЗУ (постоянного запоминающего устройства), как встроенного, так и внешнего. Мал был объем ОЗУ (оперативного запоминающего устройства): из 64 байт у 8048 почти половину занимали системные ресурсы — регистры и стек. Глубина стека была явно недостаточной для многих задач, равно как и разрядность встроенного таймера-счетчика. Не хватало портов вво­да/вывода, отсутствовали простые аппаратные средства обмена ин­формацией между микро-ЭВМ и другими ЭВМ. Ощущалась нехват­ка многих команд, в первую очередь вычитания.

Перед разработчиками фирмы Intel стояла нелегкая задача — существенно доработать микро-ЭВМ, не выходя за пределы 256 ко­манд и не увеличивая числа выводов ее корпуса. Их новое детище — 8051 — на порядок превосходил 8048 по производительности. Он имел вдвое большее ОЗУ, вдвое большее количество регистров общего назначения, четыре порта ввода/вывода, два таймера-счетчика и две линии прерываний. Име­лись аппаратные средства для последовательного обмена инфор­мацией, был значительно увеличен объем ПЗУ, в том числе и внут­реннего (для тех моделей семейства, которые его имели).

С появлением этих микро-ЭВМ семейство 8048 как бы отошло на второй план. Несмотря на продолжавшийся их выпуск и широкое использование в ранее разработанной аппаратуре, они почти сразу перестали служить основой для новых разработок. Уже в 90-х микро-ЭВМ семейства 8051 стали доступными и отечественным пользователям.

Создав удачную микро-ЭВМ 8051, разработчики не остановились на достигнутом и начали поиски вариантов ее усовершенствования. При этом им было необходимо не просто расширить функциональ­ные возможности микро-ЭВМ и повысить ее производительность, но и выполнить ее программно-совместимой с семейством 8051. Последнее означает, что все программы, написанные для 8051, и все варианты ее аппаратного использования должны без каких-либо до­работок выполняться на новой микро-ЭВМ.

Отмеченные требования предопределили пути совершенствова­ния рассматриваемого семейства. Этим требованиям удовлетворяет увеличение памяти программ на кристалле вплоть до 64 кбайт, вве­дение дополнительных регистров специальных функций и новых ре­жимов работы, повышение защищенности программ от нелегаль­ного копирования, использование линий порта 1 в альтернативных режимах (подобно линиям порта 3, как в 8051). Оказа­лось возможным расширить систему прерываний и сделать ее более гибкой, а также создать специальные трехвольтовые малопотребляющие версии микро-ЭВМ, функционирующие при напря­жении питания от 3 до 3,6 В, что делает их незаменимыми в аппара­туре с автономным питанием. В результате этих доработок появились микро-ЭВМ семейства 8052.

В начале 1995 г. Intel сообщила о выпуске первого микроконт­роллера нового семейства MCS-251 — 8xC251SB. Его появление ознаменовало качественный скачок в архитектуре микроконтроллеров всемирно известного семейства MCS-51.

Микроконтроллеры семейства MCS-251 выполне­ны совместимыми по выводам с MCS-51. По оценкам Intel, был обес­печен прирост производительности на порядок в сравнении с MCS-51. Доступное адресное пространство расширено до 16 Мбайт, расширен также и набор внутренних регистров. В систему команд включено боль­шое количество новых инструкций.

Достоинства [2]:

• большая номенклатура изделий;

• большой опыт работы разработчиков с данными МК;

• большое количество доступного ПО и инструментальных средств.

Недостатки:

• медленное АЛУ на базе аккумулятора;

• большое количество тактов на инструкцию;

• наличие холостых командных циклов;

• относительно высокое энергопотребление (MCS-251).

Ведущей фирмой производителем МК семейства х51 является Atmel. Также выпуском микроконтроллеров данного семейства занимаются фирмы: Analog Devices, Dallas, Maxim, Infineon (бывший Siemens), ISSI, Oki, Philips, Signal, SST, Temic, Triscend, Texas Instruments, MHS, LG, Winbond, WSI, Silicon Systems и ряд других [1].

Структурная схема МК семейства х51 [3]

Рисунок 1 – Структурная схема контроллера

Структурная схема контроллера представлена на рисунке 1 и состоит из следующих основных функциональных узлов: блока управления, арифметико-логического устройства, блока таймеров/счетчиков, блока последовательного интерфейса и прерываний (ПИП), программного счетчика (PC – Program Counter), памяти данных (RAM – Random Access Memory) и памяти программ (EPROM – Erasable Programmable Read Only Memory). Двусторонний обмен осуществляется с помощью внутренней 8-разрядной магистрали данных. По такой схеме построены практически все представители семейства MCS-51. Различные микросхемы этого семейства различаются только добавлением новых узлов (АЦП, ШИМ и т.д.) и регистрами специального назначения (в том числе и количеством портов). Рассмотрим подробнее назначение каждого блока.

Блок управления и синхронизации

Блок управления и синхронизации (Timing and Control) предназначен для выработки синхронизирующих и управляющих сигналов, обеспечивающих координацию совместной работы блоков ОЭВМ (однокристальной ЭВМ) во всех допустимых режимах ее работы. В состав блока управления входят:

• устройство формирования временных интервалов,

• логика ввода-вывода,

• регистр команд,

• регистр управления потреблением электроэнергии,

• дешифратор команд, логика управления ЭВМ.

Устройство формирования временных интервалов предназначено для формирования и выдачи внутренних синхросигналов фаз, тактов и циклов. Количество машинных циклов определяет продолжительность выполнения команд. Практически все команды ОЭВМ выполняются за один или два машинных цикла, кроме команд умножения и деления, продолжительность выполнения которых составляет четыре машинных цикла. Обозначим частоту задающего генератора через Fг. Тогда длительность машинного цикла равна 12/Fг или составляет 12 периодов сигнала задающего генератора.

Логика ввода-вывода предназначена для приема и выдачи сигналов, обеспечивающих обмен информации с внешними устройствами через порты ввода вывода Р0-Р3.

Регистр команд предназначен для записи и хранения 8-ми разрядного кода операции выполняемой команды.

Дешифратор команд и логики управления преобразуют код операции в микропрограмму выполнения команды.

Регистр управления потреблением (PCON) позволяет останавливать работу микроконтроллера для уменьшения потребления электроэнергии и уменьшения уровня помех от микроконтроллера. Еще большего уменьшения потребления электроэнергии и уменьшения помех можно добиться, остановив задающий генератор микроконтроллера.

Арифметико-логическое устройство (ALU) представляет собой параллельное восьмиразрядное устройство, обеспечивающее выполнение арифметических и логических операций. АЛУ состоит из:

• регистров временного хранения TMP1 и TMP2,

• ПЗУ констант,

• сумматора,

• дополнительного регистра (регистра В),

• аккумулятора (ACC),

• регистра состояния программ (Program Status Word – PSW).

Регистры временного хранения – восьмиразрядные регистры, предназначенные для приема и хранения операндов на время выполнения операций над ними. Эти регистры программно не доступны.

ПЗУ констант обеспечивает выработку корректирующего кода при двоично-десятичном представлении данных, кода маски при битовых операциях и кода констант.

Параллельный восьмиразрядный сумматор представляет собой схему комбинационного типа с последовательным переносом, предназначенную для выполнения арифметических операций сложения, вычитания и логических операций сложения, умножения, неравнозначности и тождественности.

Регистр B – восьмиразрядный регистр, используемый во время операций умножения и деления. Для других инструкций он может рассматриваться как дополнительный сверхоперативный регистр.

Аккумулятор – восьмиразрядный регистр, предназначенный для приема и хранения результата, полученного при выполнении арифметико-логических операций или операций сдвига.

Регистр состояния программы предназначен для хранения информации о состоянии АЛУ при выполнении программы.

Блок последовательного интерфейса и прерываний предназначен для организации ввода-вывода последовательных потоков информации и организации системы прерывания программ. В состав блока входят:

• буфер ПИП,

• логика управления,

• регистр управления,

• буфер передатчика,

• буфер приемника,

• приемопередатчик последовательного порта,

• регистр приоритетов прерываний,

• регистр разрешения прерываний,

• логика обработки флагов прерываний и схема выработки вектора.

Счетчик команд предназначен для формирования текущего 16-разрядного адреса внутренней памяти программ и 8/16-разрядного адреса внешней памяти программ. В состав счетчика команд входят 16-разрядные буфер РС, регистр РС и схема инкремента (увеличения содержимого на 1).

Память данных предназначена для временного хранения информации, используемой в процессе выполнения программы.

Порт P0 является двунаправленным портом ввода-вывода, P1, P2, P3 – квазидвунаправленными портами ввода-вывода. Порты предназначены для обеспечения обмена информацией ОЭВМ с внешними устройствами, образуя 32 линии ввода-вывода.

Память программ предназначена для хранения программ и представляет собой постоянное запоминающее устройство. В разных микросхемах применяются масочные, стираемые ультрафиолетовым излучением или FLASH ПЗУ.

Регистр указателя данных (DPTR) предназначен для хранения 16 - разрядного адреса внешней памяти данных.

Указатель стека (Stack Pointer – SP) представляет собой восьмиразрядный регистр, предназначенный для организации особой области памяти данных (стека), в которой можно временно сохранить любую ячейку памяти.

Семейство MICROCHIP PICmicro микроконтроллеров [4]

Первые микроконтроллеры компании MICROCHIP PIC16C5x появились в конце 80-х годов и благодаря своей высокой производительности и низкой стоимости составили серьёзную конкуренцию производимым в то время 8-разрядным МК.

Первое, что привлекает внимание в PIC-контроллерах (Peripheral Interface Controller) — это простота и эффективность. В основу концепции PIC, единую для всех выпускаемых семейств, была положена RISC-архитектура (Reduced Instruction Set Computer – архитектура с сокращенным набором команд) с системой простых однословных команд, применение встроенной памяти программ и данных и малое энергопотребление.

В основе RISC-архитектуры лежат основополагающие принципы:

• любая операция выполняется за один такт;

• система команд должно содержать минимальное число инструкций одинаковой длины;

• операции обработки данных реализуются только в формате «регистр-регистр»;

• результаты должны формироваться со скоростью одно слово за такт.

Система команд базового семейства PIC165x содержит только 33 команды. Как ни странно, и это сыграло свою роль в популяризации PIC-контроллеров. Все команды (кроме команд перехода) выполняются за один машинный цикл (или четыре машинных такта) с перекрытием по времени выборок команд и их исполнения, что позволяет достичь производительности до 5 MIPS при тактовой частоте 20 МГц.

Микроконтроллеры PIC имеют симметричную систему команд, позволяющую выполнять операции с любым регистром, используя любой метод адресации. Правда, разработчики MICROCHIP так и не смогли отказаться от любимой всеми структуры с регистром-аккумулятором, необходимым участником всех операций с двумя операндами. Зато теперь пользователь может сохранять результат операции на выбор, где пожелает, в самом регистре-аккумуляторе или во втором регистре, используемом для операции. В настоящее время MICROCHIP выпускает четыре основных семейства 8-разрядных RISC-микроконтроллеров, совместимых снизу вверх по программному коду.

Большинство PIC-контроллеров выпускаются с однократно программируемой памятью программ OTP (One Time Programmable) с возможностью внутрисхемного программирования или масочным ROM (Read Only Memory). Для целей отладки предлагаются версии с ультрафиолетовым стиранием, надо признать, не очень дешёвые. Полное количество выпускаемых модификаций PIC-контроллеров составляет порядка пятисот наименований. Как не без основания утверждает MICROCHIP, продукция компании перекрывает весь диапазон применений 8-разрядных микроконтроллеров.

Особый акцент MICROCHIP делает на максимально возможное снижение энергопотребления для выпускаемых микроконтроллеров. Поддерживается “спящий” режим работы. Диапазон питающих напряжений PIC-контроллеров составляет 2,0...6,0 В.

В настоящее время готовится к запуску в производство новое пятое семейство PIC-контроллеров PIC18Cxxx. Новые микроконтроллеры будут иметь расширенное RISC-ядро, оптимизированное под использование нового Си-компилятора, адресное пространство программ до 2 Мб, до 4 кб встроенной памяти данных и производительность 10 MIPS.

Достоинства [2]:

• хорошо справляются с несложными математическими вычислениями;

• развитая периферия;

• низкое энергопотребление.

Семейство AVR микроконтроллеров [4]

В отличие от MICROCHIP, компания ATMEL Corp. — один из мировых лидеров в производстве широкого спектра микросхем энергонезависимой памяти, FLASH-микроконтроллеров и микросхем программируемой логики, взяла старт по разработке RISC-микроконтроллеров в середине 90-х годов, используя все свои технические решения, накопленные к этому времени.

Концепция новых скоростных микроконтроллеров была разработана группой разработчиков исследовательского центра ATMEL в Норвегии, инициалы которых затем сформировали марку AVR (Alf Bogen / Vergard Wollan / Risc architecture). Первые микроконтроллеры AVR AT90S1200 появились в середине 1997 г. и быстро снискали расположение потребителей.

AVR-архитектура, на основе которой построены микроконтроллеры семейства AT90S, объединяет мощный гарвардский RISC-процессор с раздельным доступом к памяти программ и данных, 32 регистра общего назначения, каждый из которых может работать как регистр- аккумулятор, и развитую систему команд фиксированной 16-бит длины. Большинство команд выполняются за один машинный такт с одновременным исполнением текущей и выборкой следующей команды, что обеспечивает производительность до 1 MIPS на каждый МГц тактовой частоты.

Гарвардская архитектура AVR реализует полное логическое и физическое разделение не только адресных пространств, но и информационных шин для обращения к памяти программ и к памяти данных. Способы адресации и доступа к ним также различны. Такое построение уже ближе к структуре скоростных цифровых сигнальных процессоров и обеспечивает существенное повышение производительности за счет:

а) одновременной работы центрального процессора, как с памятью программ, так и с памятью данных;

б) расширения до 16 бит разрядной сетки шины данных памяти программ.

32 регистра общего назначения образуют регистровый файл быстрого доступа, где каждый регистр напрямую связан с АЛУ. За один такт из регистрового файла выбираются два операнда, выполняется операция, и результат возвращается в регистровый файл. АЛУ поддерживает арифметические и логические операции с регистрами, между регистром и константой или непосредственно с регистром.

Регистровый файл также доступен как часть памяти данных. 6 из 32-х регистров могут использоваться как три 16-разрядных регистра-указателя для косвенной адресации. Старшие микроконтроллеры семейства AVR имеют в составе АЛУ аппаратный умножитель.

Базовый набор команд AVR содержит 120 инструкций.

Все микроконтроллеры AVR имеют встроенную FLASH ROM с возможностью внутрисхемного программирования через последовательный 4-проводной интерфейс.

Периферия МК AVR включает: таймеры-счётчики, широтно-импульсные модуляторы, поддержку внешних прерываний, аналоговые компараторы, 10-разрядный 8-канальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), параллельные порты (от 3 до 48 линий ввода и вывода), интерфейсы UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter – универсальный асинхронный последовательный приемопередатчик) и SPI (Serial Peripheral Interface – синхронный последовательный интерфейс), сторожевой таймер и устройство сброса по включению питания. Все эти качества превращают AVR-микроконтроллеры в мощный инструмент для построения современных, высокопроизводительных и экономичных контроллеров различного назначения.

AVR-микроконтроллеры поддерживают спящий режим и режим микропотребления. В зависимости от модели, AVR-микроконтроллеры работают в диапазоне напряжений 2,7–6 В либо 4–6 В

Достоинства [2]:

• высокий показатель быстродействие/энергопотребление;

• удобные режимы программирования;

• широкая номенклатура;

• доступность программно-аппаратных средств поддержки;

• высокая нагрузочная способность выходов.

Области применения AVR многогранны [5]. Для семейства "tiny" - это интеллектуальные автомобильные датчики различного назначения, игрушки, игровые приставки, материнские платы персональных компьютеров, контроллеры защиты доступа в мобильных телефонах, зарядные устройства, детекторы дыма и пламени, бытовая техника, разнообразные инфракрасные пульты дистанционного управления. Для семейства "classic" - это модемы различных типов, современные зарядные устройства, изделия класса Smart Cards и устройства чтения для них, спутниковые навигационные системы для определения местоположения автомобилей на трассе, сложная бытовая техника, пульты дистанционного управления, сетевые карты, материнские платы компьютеров, сотовые телефоны нового поколения, а также различные и разнообразные промышленные системы контроля и управления. Для "mega" AVR - это аналоговые и цифровые мобильные телефоны, принтеры и ключевые контроллеры для них, контроллеры аппаратов факсимильной связи и ксероксов, контроллеры современных дисковых накопителей, CD-ROM и т.д.

Семейства микроконтроллеров MOTOROLA [6]

Motorola предлагает широкую номенклатуру МК, охватывающую практически все области применения и включающая в себя около 300 моделей: от простейших дешевых МК до высокопроизводительных 32-разрядных МК с RISC-ядром и мощной периферией.

Важной особенностью микроконтроллеров фирмы Motorola является их высокое качество и надежность.

Семейства 8-разрядных МК фирмы MOTOROLA

Семейство НС05

Семейство НС05 содержит наибольшее количество модификаций МК (около 180).

Областями применения МК семейства HC05 являются самые разнообразные устройства связи, автомобильной и бытовой электроники, промышленного управления, компьютерной периферии. Все МК этого семейства имеют одинаковое 8-разрядное процессорное ядро, основанное на популярной процессорной архитектуре 6800, и отличаются набором периферийных функций.

В состав МК семейства НС05 входят: ПЗУ всех типов, ОЗУ, таймеры, АЦП, широтно-импульсные модуляторы (ШИМ), контроллеры жидкокристаллических индикаторов (ЖКИ) и других дисплеев, последовательные интерфейсы и многие другие устройства. Все представители семейства НС05 имеют версии с пониженным питанием и расширенным температурным диапазоном, и выпускаются в самых разнообразных корпусах.

Семейство НС08

Семейство НС08 является следующим шагом в развитии программы заказных МК фирмы Motorola для массовых приложений и характеризуется повышенной в 5-10 раз производительностью процессорного ядра, совместимого по системе команд с ЦПУ НС05. Семейство НС08 поддерживает дополнительные эффективные команды и методы адресации, а также такие функции, как прямой доступ к памяти, технология нечеткой логики и элементы цифровой обработки сигналов. При этом полностью статическое процессорное ядро оптимизировано для работы с пониженным напряжением питания и позволяет гибко управлять потреблением с помощью встроенного синтезатора тактовой частоты. Семейство НС08 является первым 8-разрядным семейством с определяемой пользователем архитектурой на базе набора стандартных модулей, что значительно ускоряет цикл разработки нового заказного МК.

Набор модулей в настоящее время включает в себя различные типы ПЗУ и ОЗУ, таймеры, последовательные интерфейсы, АЦП, контроллер ЖКИ, контроллер ПДП, силовые и высоковольтные ключи, и т.д.

Первые представители этого семейства появились в 1994 г., в настоящий момент в состав семейства входят около 20 моделей.

Семейство НС11

Семейство МС68НС11 содержит набор из около 40 более универсальных и высокопроизводительных микроконтроллеров, ориентированных как на массовые рынки, так и на среднее и мелкое производство. Процессорное ядро МК этого семейства отличается повышенной производительностью, отличающееся от НС05 более эффективной архитектурой, системой команд, наличием дополнительных методов адресации и возможностью адресовать больший объем внешней памяти. МК семейства НС11 содержат встроенную память различных типов и конфигураций.

Периферийные функции представлены многофункциональными таймерами, АЦП (до 12 каналов и 10 разрядов), встроенным сопроцессором, ускоряющим выполнение умножения и деления на порядок, ШИМ и цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), последовательными интерфейсами, контроллером прямого доступа к памяти (ПДП), синтезатором тактовой частоты и другими функциями. Как и в других семействах, имеется большое разнообразие корпусов, а также версии с пониженным напряжением питания и расширенным температурным диапазоном.

Помимо 8-разрядных МК фирма Motorola также широко представлена на рынке 16- и 32-разрядными МК семейств M68HC16, M683хх, а также RISC-микроконтроллерами семейств MPC50x, MPC8xx,MFC5xxx.

Цифровые сигнальные процессоры (DSP) [7, 8]

Одним из важнейших применений вычислительной техники являются системы управления для генерации и обработки непрерывных потоков информации. Основой данных систем, как правило, являются сигнальные процессоры.

Существовавший подход к использованию и проектированию вычислительных систем на базе компьютеров общего назначения требует дополнительных устройств (плат, модулей) для реализации сложных процессов обработки информации, как в реальном масштабе времени, так и после записи информации в память компьютера. Как правило, такие устройства в последнее время реализуются с использованием DSP (Digital Signal Processor – цифровой сигнальный процессор), которые, обладая мощной вычислительной структурой, позволяют реализовать различные алгоритмы обработки информационных потоков.

Процессоры используются в различных мультифункциональных системах управления (управление двигателями, энергоустановками), в средствах связи, для кодирования и обработки звуковых, а также видео сигналов, в системах активного управления волновыми полями различной природы и т.п.

Сравнительно невысокая цена, а также развитые средства разработки программного обеспечения позволяют легко внедрять подобные системы в различные области информационного обеспечения. Многие фирмы США и Европы предлагают свои DSP-системы, в которых используется от 1 до 8 DSP и от 128 кбайт до 256 Мбайт памяти для данных и программ. Наибольшее распространение получили DSP фирм Analog Device, Texas Instruments, Motorola, NEC, AT&T.

Достоинства [2]:

• сравнительно невысокая цена;

• развитые средства разработки программного обеспечения;

• высокое быстродействие.

Недостатки:

• относительная сложность как схемотехнического, так и логико-программного проектирования;

• недостаточная гибкость служебной периферии.

Состояние рынка микроконтроллеров [1]

Один из непростых вопросов, который регулярно беспокоит практически любого разработчика — какой микроконтроллер ис­пользовать в качестве ядра создаваемой системы? Вопрос выбора контроллера имеет принципиальное значение, поскольку его результат во многом предопределяет не только совокупность возможных тех­нических характеристик будущей системы, но и весь спектр потен­циальных проблем, связанных с процессом разработки, производства, реализации и возможных доработок в будущем.

Статистика распространенности микроконтроллеров различных семейств за период времени с января 1997 по январь 2002 гг. показана на диаграммах (рисунок 2)

Рисунок 2 – Статистика распространенности МК

На сегодняшний день наибольшее распространение получили микроконтроллеры следующих архитектур: x51, AVR и PIC.

Лидирующее положение x51 совершенно неудивительно, если учесть широчайшую номенклатуру изделий на базе этого ядра. Кроме того, популярность того или иного изделия определяется не только и не столько его техническими параметрами, сколько совокупностью других факторов – ценовой политикой производителя, наличием и доступностью отладочных средств и т.д.

Если учесть огромный опыт работы с МК на базе ядра х51, низкие цены и библиотеки ПО практически на все случаи жизни, то причины популярности налицо.

По данным исследовательского центра Harbor Research, Inc., полученным в результате анкетирования, значимость факторов (западных), влияющих на выбор семейства микроконтроллеров для новой разработки, представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Значимость факторов влияющих на выбор МК

Сейчас все большую популярность набирают новые и перспективные AVR микроконтроллеры, но при этом происходит развитие и PIC с х51 микроконтроллеров.

Список использованной литературы

1. Фрунзе А.В. Микроконтроллеры? Это же просто! Т.2. – М.: ИД СКИМЕН, 2002, – 392 с.

2. Мысловский Э., Власов А., Акристиний М. Краткий обзор популярных семейств современных микроконтроллеров // Электронные компоненты. №5. 2002. С. 47-50

3. Архитектура микроконтроллеров MCS-51 // Официальный сайт Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики. http://www.sibsutis.ru/~mavr/MCS51/MCS_51.htm

4. Ахметов М. 8-разрядные RISC микроконтроллеры // Новости о микросхемах. http://chipnews.gaw.ru/html.cgi/arhiv/99_09/stat_2.htm

5. Кривченко И.В. AVR – микроконтроллеры: очередной этап на пути развития // Компоненты и технологии. №3. 2002. С. 30-34

6. Микроконтроллеры и интегрированные процессоры Motorola // Лаборатория микропроцессорной техники. http://embedded.ifmo.ru/lib/DOC/MCS/MOTOROLA/WWW_Server/intro8.htm

7. Технические решения на базе цифровых сигнальных процессоров компании Motorola // Консультационно-технический центр по микроконтроллерам. http://www.cec-mc.ru/read/art6.shtml

8. Дэвис Генри (перевод Ахметова М., Биленко А.), Стандартный DSP или конфигурируемый микроконтроллер // Новости о микросхемах. http://www.chip-news.ru/archive/chipnews/200102/4.html

Содержание