Dom > Izložba > Sadržaj

Mikrokontroler Veća integracija

Mar 08, 2019

Mikro-kontroleri možda neće implementirati vanjsku adresu ili sabirnicu podataka jer integriraju RAM i trajnu memoriju na isti čip kao CPU. Koristeći manje pinova, čip se može smjestiti u mnogo manji, jeftiniji paket.


Integriranje memorije i drugih perifernih uređaja na jedan čip i njihovo testiranje kao jedinice povećava troškove tog čipa, ali često rezultira smanjenjem neto troškova ugrađenog sustava u cjelini. Čak i ako je trošak CPU-a s integriranim perifernim uređajima nešto veći od troška CPU-a i vanjskih perifernih uređaja, imati manje čipova obično dopušta manju i jeftiniju ploču s vezama i smanjuje radnu snagu koja je potrebna za sastavljanje i ispitivanje ploče, Osim toga, nastoji se smanjiti stopa grešaka za gotov sklop.


Mikrokontroler je jedan integrirani krug, obično sa sljedećim značajkama:


središnja procesorska jedinica - od malih i jednostavnih 4-bitnih procesora do složenih 32-bitnih ili 64-bitnih procesora

volatile memory (RAM) za pohranu podataka

ROM, EPROM, EEPROM ili Flash memorija za pohranu programskih i operativnih parametara

diskretni ulazni i izlazni bitovi, omogućujući kontrolu ili detekciju logičkog stanja pojedinačnog pinskog paketa

serijski ulaz / izlaz kao što su serijski portovi (UART)

druga sučelja serijskih komunikacija kao što su I²C, Serial Peripheral Interface i Controller Area Network za međusobno povezivanje sustava

periferne uređaje kao što su tajmeri, brojači događaja, PWM generatori i nadzornik

sat generator - često oscilator za kvarcni kristal vremena, rezonator ili RC krug

mnogi uključuju analogno-digitalne pretvarače, neki uključuju digitalno-analogne pretvarače

programiranje u krugu i podrška za uklanjanje grešaka u krugu

Ova integracija drastično smanjuje broj čipova i količinu ožičenja i prostora na pločici koji bi bili potrebni za proizvodnju ekvivalentnih sustava koji koriste odvojene čipove. Nadalje, na malim uređajima za brojanje pinova, svaki pin može se povezati s nekoliko unutarnjih perifernih uređaja, s funkcijom pinova koju odabere softver. To omogućuje da se dio koristi u većem broju aplikacija nego ako su igle namjenske funkcije.


Mikro-kontroleri su se pokazali kao vrlo popularni u ugrađenim sustavima od njihovog uvođenja 1970-ih.


Neki mikrokontroleri koriste harvardsku arhitekturu: odvajaju memorijske sabirnice za upute i podatke, omogućujući istovremeno odvijanje pristupa. Kada se koristi harvardska arhitektura, riječi s uputama za procesor mogu biti različite veličine od duljine interne memorije i registara; na primjer: 12-bitne upute korištene s 8-bitnim registrima podataka.


Često je teško odlučiti koja će se periferija integrirati. Proizvođači mikrokontrolera često trguju radnim frekvencijama i fleksibilnošću u dizajnu sustava u odnosu na zahtjeve svojih klijenata od vremena do tržišta i sveukupno niže troškove sustava. Proizvođači moraju uravnotežiti potrebu za smanjivanjem veličine čipa u odnosu na dodatnu funkcionalnost.


Arhitekture mikrokontrolera uvelike variraju. Neki dizajni uključuju mikroprocesorska jezgra opće namjene, s jednom ili više ROM, RAM ili I / O funkcijama integriranim u paket. Ostali dizajni su namijenjeni za upravljanje aplikacijama. Skup instrukcija za mikrokontrolere obično ima mnogo naredbi namijenjenih manipulaciji bitovima (bitne operacije) kako bi kontrolni programi bili kompaktniji. [27] Na primjer, procesor opće namjene može zahtijevati nekoliko naredbi za testiranje bita u registru i grani ako je bit postavljen, gdje bi mikrokontroler mogao imati jednu instrukciju da osigura tu uobičajenu funkciju.


Mikrokontroleri tradicionalno nemaju matematički koprocesor, pa se aritmetika s pomičnim zarezom izvodi softverom. Međutim, neki noviji dizajni ne uključuju FPU i DSP optimizirane značajke. Primjer bi bila linija temeljena na Microchipovom PIC32 MIPS.