Разновидности бис для реализации управляющих устройств Разновидности микропроцессорных бис

Универсальные процессоры для персональных ЭВМ - по мере развития технологии (степени интеграции) увеличивают вычислительную мощность

Процессоры для встроенных применений-по мере развития технологии (степени интеграции) на кристалл стараются поместить все, что нужно для построения микроконтроллера

Сигнальные процессоры - развивают систему команд и структуру процессора так, чтобы облегчить выполнение специфических операций для "обработки сигналов" - в первую очередь к числу таких операций относится цифровая свертка - вычисление суммы произведений отсчетов входного сигнала (обычно вводимых с объекта) на набор констант - коэффициентов весовой функции (обычно хранимых в памяти).

Однокристальные микроконтроллерные БИС - на кристалл действительно удается поместить все, что надо для построения контроллера – Система-на-кристалле System-on-ChipSoC

Дополнительные БИС для микроконтроллеров - все, что не удалось поместить на микроконтроллерный кристалл - делают в отдельных БИС, но так: что их очень легко подключать к микроконтроллеру.

Типовая структура микроконтроллера и типовые узлы этой структуры

Общая характеристика структуры микроконтроллера

Типовая структура микроконтроллера изображена на рис

Рисунок Типовая структура микроконтроллера

Перечислим составные части, которые могут входить в состав микропроцессорного контроллера, и дадим их краткую характеристику.

Вычислительное ядро

Характерные черты - - широкий диапазон разрядности (8…64), производительности для различных типов и соответственно широкий диапазон цен ($1…$100)

Элементы RISC идеологии в микроконтроллерных процессорах.

- Логическое и физическое разделение памяти программ и памяти данных - Унификация структуры команды в пространстве и во времени - Запараллеливание выполнения отдельных частей смежных команд

Элементы RISC позволяют минимизировать время выполнения команд (в тактах) и особенно время реакции микроконтроллера на внешние события.

Модель для программиста - перечень программно-доступных компонентов

Система команд и способы адресации в микроконтроллерных процессорах - ориентированы на программирование задач управления, в которых относительно малую долю составляют вычислительные алгоритмы и сравнительно большую - контроль состояния внешних устройств. В частности, нередко имеются: - развитые средства побитовой обработки - операции на регистрах портов

Для облегчения вычислений, специфичных для управляющих применений (таких как вычисление цифровой свертки): - специализированные команды и способы адресации, облегчающие программирование операций, специфичных для управляющих применений, - разрядность АЛУ и некоторых регистров промежуточных результатов может быть оптимизирована для получения приемлемой точности при этих вычислениях и отличаться от разрядности регистров общего назначения, - использование специальных форматов, таких как формат с фиксированной точкой и фиксированными длинами целой и дробной частей операндов.

Магистраль - система связи между частями контроллера

Структура с общей параллельной магистралью, связывающей между собой отдельные узлы, широко используется как на внутрикристальном уровне (внутренняя магистраль), так и на уровне межкристальных связей (внешняя магистраль). Однако для разработчика представляет практический интерес только организация внешней (межкристальной) магистрали, когда ему требуется подключить к контроллеру дополнительные устройства.

Основные свойства магистрали

параллельный принцип передачи данных¹,

унификация способа подключения устройств, дает возможность разработчику с малыми дополнительными аппаратными добавками включать в систему широкий класс устройств с различными функциями

двунаправленность, обеспечивающая возможность передачи между двумя любыми устройствами контроллера