Предисловие

Книгу нельзя рассматривать как энциклопедию: в ней нет разделов, посвященных, на­пример, 16-разрядным микроконтроллерам общего применения, идеология организации которых во многом совпадает с организацией наиболее массового класса 8-разрядных микроконтроллеров. По аналогичной причине не излагаются вопросы организации интег­рированных процессоров. Содержание книги определилось тем видением авторами об­щих тенденций и закономерностей развития микропроцессорной техники, которые в на­стоящее время имеют место с учетом достижений полупроводниковой технологии и тре­бованиями практики проектирования информационных систем различного назначения.

Книга ориентирована на читателя разной профессиональной ориентации. Прежде всего она будет полезна студентам технических университетов, изучающих компьютер­ные технологии и системы. Для руководителей служб снабжения, менеджеров, инже­нерно-технических работников, не знакомых с МК, безусловно, полезным будет знаком­ство с разделами, в которых рассматривается идеология построения МК, приводятся общие сведения о МК и областях их целесообразного использования. Заинтересован­ный читатель далее может ознакомиться с технологией проектирования микропроцес­сорных систем с учетом достижений в области программируемой логики и оценить ори­ентировочно трудоемкость разработки системы.

Цель книги считается достигнутой, если читатель убеждается в следующем.

• Высокая эффективность проектирования достигается в тех случаях, когда каждой обла­сти применения соответствует семейство МК или ИП, максимальным образом учитыва­ющих ее особенности.

• Работа компаний на «заказ для области использования» не приводит, как принято счи­тать, к росту потребительской стоимости. Это достигается за счет модульной организа­ции и технологии процессорного ядра, которые снижают затраты на производство и упрощают проектирование. Отобранные компанией в результате многолетней прак­тики периферийные устройства с последующим их интегральным исполнением вместе с процессорным ядром обеспечивают пользователю быстрое и эффективное проек­тирование системы с абсолютно ясной перспективой развития.

• Преемственность в решениях (использование принципов открытых систем) дает возможность разработчику наращивать возможности своих систем, не разрушая предшествующий задел. Поистине бережное отношение компании к пользовате­лям ее продукции воплощается в программной совместимости, наличии в разных семействах одной и той же периферии, использовании одинаковой технологии от­ладки и проектирования.

Семейства микропроцессорных средств создают функциональный ряд архитектур с мас­штабированием параметров (параметрический ряд) от 8-разрядных реализаций с CISC-архи­тектурой малой и средней производительностью до 32-разрядных реализаций с RISC-архи­тектурой сверхвысокой производительности:

• Практически все семейства МК и ИП содержат внутри кристальные средства отлад­ки, что позволяет без дополнительного оборудования осуществить настройку аппа­ратного обеспечения.

• Для всех семейств созданы программно-аппаратные средства, обеспечивающие раз­работчиков всем необходимым для решения задач проектирования и отладки целе­вой системы.

• Ведущие компании - производители программного обеспечения создают системы ре­ального времени, ориентированные на МК и ИП, что позволяет сократить сроки вы­полнения крупномасштабных проектов. С момента выхода последних учебников и учебных пособий по микропроцессорной технике прошло значительное время. Данные книги содержали, как правило, описания конкретных микропроцессоров или микропроцессорных комплексов, включали разделы, посвященные средствам программирования, вопросам проектирования и отладки.

В настоящее время на российском рынке представлены самые разнообразные мик­ропроцессорные средства преимущественно многочисленных зарубежных компаний: микропроцессоры (МП), используемые в первую очередь для персональных компьюте­ров и рабочих станций; микроконтроллеры (МК) и интегрированные процессоры (ИП), используемые для встраиваемых систем. Безусловно, в первую очередь представляют интерес МК и ИП, ориентированные на встроенные применения для таких областей как управление оборудованием, сетевые приложения, связь, портативная техника, автома­тизация и т. п.

Обширная номенклатура и богатые функциональные возможности МП, МК и ИП со­здают специалистам хорошие условия для проектирования конкурентоспособных сис­тем различного назначения. Однако осуществить правильный выбор типа микропроцес­сорного средства можно только опираясь на знания архитектуры, системных возможно­стей, организации и средств поддержки процесса проектирования.

Ситуация на рынке информационных ресурсов, детальное изучение фирменной ли­тературы, а также практическая работа с микроконтроллерами и процессорами, описы­ваемыми ниже, убеждают в том, что в классе микропроцессоров для персональных ком­пьютеров бесспорно лидирующие позиции занимает компания Intel, а в классах интегри­рованных процессоров и микроконтроллеров, используемых для встраиваемых прило­жений, ведущее положение занимает фирма «Motorola», определяя многие стандарты и типовые решения.

Данное обстоятельство и определило структуру предлагаемой книги.

Работа над книгой распределилась следующим образом: гл. 1 написана И.И. Шагуриным и М.С. Куприяновым, гл. 2 - И.И. Шагуриным, гл. 3 - Е.К. Александро­вым, гл. 4 - Т.В. Ремизевич и Д.И. Панфиловым, гл. 5 - М.С. Куприяновым и О.Е. Мартыновым, гл. 6 - М.С. Куприяновым, гл. 7 - Е.П. Угрюмовым, гл. 8 - Р.И. Груш-вицким и И.И. Шагуриным, гл. 9 - Ю.С. Татариновым.

Материал по главам изложен с разной степенью детализации. Это объясняется тем, что для отдельных классов микропроцессорных средств уже накоплены базовые решения, по­зволяющие сделать определенные обобщения, для других же классов, как, например, ком­муникационных контроллеров, идеология организации и применения только формируется.

Особо нужно сказать о программном обеспечении микропроцессорных систем. Этому вопросу должна быть посвящена отдельная книга, так как слишком велико множество до­статочно сложных вопросов, которые необходимо рассмотреть: языки и инструменталь­ные средства программирования, вопросы тестирования и отладки, схемы и технологии разработки программных изделий и др. Причем для каждого класса микропроцессорных средств существуют свои особенности и отличия. В настоящей книге в отдельных главах авторы касаются вопросов программного обеспечения в той лишь степени, которая позво­ляет раскрыть особенности организации, функционирования или применения рассматри­ваемых типов процессоров или микроконтроллеров.

Конечно, принцип «с высоты птичьего полета», которым пришлось воспользоваться при подготовке книги, позволяет лишь показать общий ландшафт и область, которую занимают отдельные процессоры или микроконтроллеры. Однако в отдельных разде­лах «высота» рассмотрения намеренно снижена, что позволило представить читателю не только общие принципы организации, но отдельные достоинства и потребительские свойства более мелких деталей анализируемых устройств.