Синхронные последовательные интерфейсы

Они требуют наличия как минимум двух линий (проводов): линии синхронизации (тактирования) и линии данных. Если линия данных не двунаправленная, а требуется двухсторонняя связь, количество потребных линий увеличивается до трех. Синхронные каналы, имеющиеся в современных микроконтроллерах, могут обеспечить скорости передачи до 10⁶...10⁷ бит/спри длине линии в десятки и сотни метров. Обычно скорость передачи может быть задана программно, а максимально допустимая (по условиям помехоустойчивости и надежности передачи) длина линии зависит от выбранной скорости и тем больше, чем ниже скорость.

Асинхронные последовательные интерфейсы

Требуют только одной линии данных (или двух, если линии данных не двунаправленные). Скорость, которую допускают асинхронные каналы, обычно ниже, чем для синхронных каналов (при прочих равных условиях приблизительно на порядок) и обычно также может задаваться программно. Максимальная длина линии асинхронного канала может (при низких скоростях передачи) достигать единиц километров.

Управление потребляемой мощностью

В устройствах с автономным (батарейным, аккумуляторным) питанием возможность уменьшения мощности: потребляемой устройством, оказывается весьма существенной. Во многих контроллерах имеется возможность программного управления текущей потребляемой мощностью путем понижения частоты тактирования отдельных узлов контроллера, когда не требуется максимального быстродействия этих узлов, либо полного выключения тактирования. Для микросхем, выполненных по CMOS-технологии это позволяет уменьшать потребляемую мощность на 2...3 порядка. Это свойство хорошо соответствует особенностя построения управляющих программ, о которых было сказано в ???: в отсутствие событий, требующих реакции контроллера, управляющая программа может перевести его в режим пониженного потребления. Выход из такого режима обычно предусмотрен по любому запросу аппаратного прерывания.

Средства защиты и тестирования.

"Защита" в данном случае подразумевает два аспекта.

Один - это защита ПО контроллера от несанкционированного доступа. Контроллер может иметь средства, исключающие возможность доступа к внутреннему ПЗУ микросхемы, после того, как программа отлажена и записана в накристальное ПЗУ.

Второй аспект - это возможности защиты от нештатных ситуаций, которые могут сделать контроллер/программу неработоспособной, но которые трудно предусмотреть заранее. К таким ситуациям, например, относятся:

1. Зависания программы вследствие ожидания событий, которые (по каким-либо причинам) не могут произойти. Типовой способ борьбы с зависаниями - использование сторожевого таймера.

2. электрические конфликты на общих линиях, таких как линии канала или линии последовательных портов, к которым подключено несколько устройств, способных передавать данные. При попытке нескольких устройств одновременно вести передачу может возникнуть не только логический сбой, но и электрическое (необратимое) повреждение схемных элементов.

Контроллер может содержать аппаратные средства, распознающие возникновение подобных ситуаций и вызывающие определенную реакцию на них. Обычный вид реакции - переключение в режим, исключающий возможность необратимого повреждения (например переключение двунаправленного вывода в режим "вход") и (или) запрос прерывания, позволяющий программе "узнать" о возникновении нештатной ситуации.

Средства тестирования

С ростом степени интеграции БИС и их функциональной сложности все более трудной становится проверка функционирования как в процессе производства БИС, при настройке разрабатываемого изделия так и в процессе его эксплуатации. Этот вопрос оказался настолько важным, что при IEEE был создан комитет специалистов JTAG (JointTestAccess (или Actions)Group - группа специалистов по встроенным средствам тестирования²). Этот комитет вырабатывает рекомендации и стандарты по встроенным средствам тестирования и идентификации БИС, позволяющим организовать их проверку на всех стадиях изготовления и эксплуатации.

Средства тестирования, реализованные в микроконтроллерной БИС, могут позволять:

1) проводить проверку функционирования отдельных узлов контроллера,

2) определять тип и версию микросхемы,

3) независимо от функционирования основного оборудования получать информацию о текущем состоянии внутренних узлов и о сигналах на внешних выводах,

4) подключать к отлаживаемому микрокомпьютеру внешний отладочный комплекс (обычно это стандартная персональная рабочая станция с соответствующим программным обеспечением – интегрированной средой разработки и отладки), и производить все необходимые отладочные действия.

1 можно организовать систему межкристальной связи со всеми теми же свойствами, за исключением параллельной передачи данных, используя последовательные порты (см. далее???)

2 Это мой вольный перевод. АПН