NUC975DK61Y – интегрирани кола, вградени, микроконтролери – NUVOTON Technology Corporation

1 Дефиниција на микроконтролер

Бидејќи микроконтролерот е аритметичка логичка единица, меморија, тајмер/калкулатор и различни кола/О, итн. интегрирани во чип, што сочинува основен комплетен компјутерски систем, тој е познат и како микрокомпјутер со еден чип.

Програмата во меморијата на микроконтролерот што се користи тесно со хардверот на микроконтролерот и периферните хардверски кола, се разликува од софтверот на компјутерот и се нарекува програма за микроконтролер како фирмвер.Општо земено, микропроцесорот е процесор на едно интегрирано коло, додека микроконтролерот е процесор, ROM, RAM, VO, тајмер, итн. сите на едно интегрирано коло.Во споредба со процесорот, микроконтролерот нема толку моќна компјутерска моќ, ниту има MemoryManaaement Unit, што го прави микроконтролерот може да се справи само со некои релативно единечни и едноставни контролни, логички и други задачи, а широко се користи во контрола на опремата, обработка на сигнали со сензор. и други области, како што се некои домашни апарати, индустриска опрема, електрични алати итн.

2 Составот на микроконтролерот

Микроконтролерот се состои од неколку делови: централен процесор, меморија и влез/излез:

- Централен процесор:

Централниот процесор е основната компонента на MCU, вклучувајќи ги двата главни делови на операторот и контролорот.

-Оператор

Операторот се состои од аритметичка и логичка единица (ALU), акумулатор и регистри, итн. Улогата на ALU е да врши аритметички или логички операции на дојдовните податоци.ALU е способен за додавање, одземање, совпаѓање или споредување на големината на овие два податоци и на крајот да го складира резултатот во акумулаторот.

Операторот има две функции:

(1) Да извршува различни аритметички операции.

(2) Да се ​​вршат различни логички операции и да се вршат логички тестови, како што е тест со нулта вредност или споредба на две вредности.

Сите операции што ги врши операторот се насочени со контролни сигнали од контролорот, и додека аритметичката операција произведува аритметички резултат, логичката операција произведува пресуда.

-Управувач

Контролерот е составен од програмски бројач, регистар на инструкции, декодер за инструкции, генератор на тајминг и контролер за работа итн. Тоа е „телото за донесување одлуки“ кое издава команди, односно ја координира и насочува работата на целиот микрокомпјутерски систем.Неговите главни функции се:

(1) За да преземете инструкција од меморијата и да ја означите локацијата на следната инструкција во меморијата.

(2) Да се ​​декодира и тестира инструкцијата и да се генерира соодветниот контролен сигнал за работа за да се олесни извршувањето на наведеното дејство.

(3) Го насочува и контролира правецот на протокот на податоци помеѓу процесорот, меморијата и влезните и излезните уреди.

Микропроцесорот меѓусебно ги поврзува ALU, бројачите, регистрите и контролниот дел преку внатрешната магистрала и се поврзува со надворешната меморија и влезно/излезниот интерфејс кола преку надворешната магистрала.Надворешната магистрала, наречена и системска магистрала, е поделена на податочна шина DB, адресна магистрала AB и контролна магистрала CB и е поврзана со различни периферни уреди преку колото на влезно/излезниот интерфејс.

-Меморија

Меморијата може да се подели во две категории: податочна меморија и програмска меморија.

Меморијата на податоци се користи за зачувување податоци, а складирањето на програми се користи за складирање на програми и параметри.

-Влез/Излез -Поврзување или возење на различни уреди

Сериски комуникациски порти - разменуваат податоци помеѓу MCU и различни периферни уреди, како што се UART, SPI, 12C итн.

3 Класификација на микроконтролер

Во однос на бројот на битови, микроконтролерите можат да се класифицираат на: 4-битни, 8-битни, 16-битни и 32-битни.Во практични апликации, 32-битни сметки за 55%, 8-битни сметки за 43%, 4-битни сметки за 2%, и 16-битни сметки за 1%

Може да се види дека 32-битните и 8-битните микроконтролери се најкористените микроконтролери денес.
Разликата во бројот на битови не ги претставува добрите или лошите микропроцесори, не колку е поголем бројот на битови, толку е подобар микропроцесорот, а не колку е помал бројот на битови, толку е полош микропроцесорот

8-битните MCU се разновидни;тие нудат едноставно програмирање, енергетска ефикасност и мала големина на пакетот (некои имаат само шест пинови).Но, овие микроконтролери обично не се користат за мрежни и комуникациски функции.

Најчестите мрежни протоколи и стекови на комуникациски софтвер се 16- или 32-битни.За некои 8-битни уреди се достапни комуникациски периферни уреди, но 16- и 32-битните MCU често се поефикасниот избор.Сепак, 8-битните MCU обично се користат за различни апликации за контрола, сензори и интерфејс.

Архитектонски, микроконтролерите можат да се поделат во две категории: RISC (компјутери со намалени инструкции) и CISC (компјутери со сложени инструкции).

RISC е микропроцесор кој извршува помалку типови на компјутерски инструкции и потекнува од 1980-тите со главниот MIPS (т.е. RISC машини), а микропроцесорите што се користат во RISC машините колективно се нарекуваат RISC процесори.На овој начин, тој може да ги извршува операциите со поголема брзина (милиони повеќе инструкции во секунда, или MIPS).Бидејќи на компјутерите им се потребни дополнителни транзистори и елементи на колото за извршување на секој тип на инструкции, колку е поголем компјутерскиот инструкциски сет го прави микропроцесорот покомплексен и побавно ги извршува операциите.

CISC вклучува богат сет на микроинструкции кои го поедноставуваат создавањето на програми што работат на процесорот.Инструкциите се составени од асемблерски јазик, а некои вообичаени функции првично имплементирани од софтверот се имплементирани од хардверски инструкциски систем.Така, работата на програмерот е многу намалена, а некои операции или операции од понизок ред се обработуваат истовремено во секој инструкциски период за да се зголеми брзината на извршување на компјутерот, а овој систем се нарекува комплексен инструкциски систем.

4 Резиме

Сериозен предизвик за денешните инженери за автомобилска електроника е да изградат евтини, без проблеми, па дури и во случај на дефект да можат да работат автомобилски системи, перформансите на автомобилот постепено се подобруваат во моментот, се очекува микроконтролерите да ги подобрат перформансите на автомобилски електронски контролни единици.