NUC975DK61Y – Ċirkwiti Integrati, Inkorporati, Mikrokontrolluri – NUVOTON Technology Corporation

1 Definizzjoni tal-mikrokontrollur

Peress li l-mikrokontrollur huwa l-unità tal-loġika aritmetika, memorja, tajmer/kalkolatur, u ċirkwiti varji / O, eċċ integrati f'ċippa, li tikkostitwixxi sistema ta 'kompjuters kompluta bażika, hija magħrufa wkoll bħala mikrokompjuter b'ċippa waħda.

Il-programm fil-memorja tal-mikrokontrollur użat mill-qrib mal-ħardwer tal-mikrokontrollur u ċ-ċirkwiti tal-ħardwer periferali, huwa distint mis-softwer tal-PC, u jissejjaħ il-programm tal-mikrokontrollur bħala firmware.Ġeneralment, mikroproċessur huwa CPU fuq ċirkwit integrat wieħed, filwaqt li mikrokontrollur huwa CPU, ROM, RAM, VO, timer, eċċ kollha fuq ċirkwit integrat wieħed.Meta mqabbel ma 'CPU, mikrokontrollur m'għandux qawwa tal-kompjuters daqshekk qawwija, u lanqas ma għandu MemoryManaaement Unit, li jagħmel mikrokontrollur jista' jimmaniġġja biss xi kontroll relattivament wieħed u sempliċi, loġika, u kompiti oħra, u huwa użat ħafna fil-kontroll tat-tagħmir, l-ipproċessar tas-sinjal tas-sensorju u oqsma oħra, bħal xi apparat tad-dar, tagħmir industrijali, power tools, eċċ.

2 Il-kompożizzjoni tal-mikrokontrollur

Il-mikrokontrollur jikkonsisti f'diversi partijiet: proċessur ċentrali, memorja, u input/output:

-Proċessur ċentrali:

Il-proċessur ċentrali huwa l-komponent ewlieni tal-MCU, inklużi ż-żewġ partijiet ewlenin tal-operatur u l-kontrollur.

-Operatur

L-operatur jikkonsisti f'unità aritmetika u loġika (ALU), akkumulatur u reġistri, eċċ. Ir-rwol tal-ALU huwa li jwettaq operazzjonijiet aritmetiċi jew loġiċi fuq id-dejta li tidħol.L-ALU kapaċi żżid, tnaqqas, tqabbel jew tqabbel id-daqs ta 'dawn iż-żewġ dejta, u finalment taħżen ir-riżultat fl-akkumulatur.

L-operatur għandu żewġ funzjonijiet:

(1) Biex twettaq diversi operazzjonijiet aritmetiċi.

(2) Biex twettaq diversi operazzjonijiet loġiċi u biex twettaq testijiet loġiċi, bħal test ta 'valur żero jew paragun ta' żewġ valuri.

L-operazzjonijiet kollha mwettqa mill-operatur huma diretti minn sinjali ta 'kontroll mill-kontrollur, u, filwaqt li operazzjoni aritmetika tipproduċi riżultat aritmetiku, operazzjoni loġika tipproduċi verdett.

-Kontrollur

Il-kontrollur huwa magħmul minn counter tal-programm, reġistru tal-istruzzjoni, decoder tal-istruzzjoni, ġeneratur tal-ħin u kontrollur tal-operat, eċċ Huwa l-"korp tat-teħid tad-deċiżjonijiet" li joħroġ kmandi, jiġifieri jikkoordina u jidderieġi l-operat tas-sistema kollha tal-mikrokompjuter.Il-funzjonijiet ewlenin tiegħu huma:

(1) Biex tirkupra struzzjoni mill-memorja u tindika l-post tal-istruzzjoni li jmiss fil-memorja.

(2) Biex tiddikowdja u tittestja l-istruzzjoni u tiġġenera s-sinjal tal-kontroll tal-operat korrispondenti biex tiffaċilita l-eżekuzzjoni tal-azzjoni speċifikata.

(3) Tidderieġi u tikkontrolla d-direzzjoni tal-fluss tad-dejta bejn is-CPU, il-memorja, u l-apparati ta 'input u output.

Il-mikroproċessur interkonnettja l-ALU, counters, reġistri u sezzjoni ta 'kontroll permezz tax-xarabank intern, u jgħaqqad mal-memorja esterna u ċirkwiti ta' interface ta 'input/output permezz tax-xarabank estern.Ix-xarabank esterna, imsejħa wkoll ix-xarabank tas-sistema, hija maqsuma fil-bus tad-dejta DB, xarabank tal-indirizz AB u xarabank tal-kontroll CB, u hija konnessa ma 'diversi apparati periferali permezz taċ-ċirkwit tal-interface ta' input/output.

-Memorja

Il-memorja tista 'tinqasam f'żewġ kategoriji: memorja tad-dejta u memorja tal-programm.

Il-memorja tad-dejta tintuża biex issalva d-dejta u l-ħażna tal-programmi tintuża biex taħżen programmi u parametri.

-Input/Output -Tgħaqqad jew issuq apparati differenti

Portijiet ta 'komunikazzjoni serjali-skambju ta' data bejn MCU u periferali differenti, bħal UART, SPI, 12C, eċċ.

3 Klassifikazzjoni tal-mikrokontrollur

F'termini tan-numru ta 'bits, mikrokontrolluri jistgħu jiġu kklassifikati fi: 4-bit, 8-bit, 16-bit, u 32-bit.F'applikazzjonijiet prattiċi, 32-bit jammontaw għal 55%, 8-bit jammontaw għal 43%, 4-bit jammontaw għal 2%, u 16-bit jammontaw għal 1%

Wieħed jista 'jara li mikrokontrolluri 32-bit u 8-bit huma l-mikrokontrolluri l-aktar użati llum.
Id-differenza fin-numru ta 'bits ma tirrappreżentax il-mikroproċessuri tajbin jew ħżiena, mhux iktar ma jkun għoli n-numru ta' bits aħjar il-mikroproċessur, u mhux inqas in-numru ta 'bits l-agħar ikun il-mikroproċessur

MCUs 8-bit huma versatili;joffru programmar sempliċi, effiċjenza enerġetika u daqs żgħir tal-pakkett (xi wħud għandhom biss sitt labar).Iżda dawn il-mikrokontrolluri mhumiex tipikament użati għal funzjonijiet ta 'netwerking u komunikazzjoni.

L-aktar protokolli tan-netwerk komuni u stacks tas-softwer tal-komunikazzjoni huma 16- jew 32-bit.Il-periferali tal-komunikazzjoni huma disponibbli għal xi apparati ta '8-bit, iżda MCUs ta' 16 u 32 bit ħafna drabi huma l-għażla aktar effiċjenti.Madankollu, MCUs 8-bit huma tipikament użati għal varjetà ta 'kontroll, sensing, u applikazzjonijiet interface.

Arkitettonalment, il-mikrokontrolluri jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji: RISC (Kompjuters imnaqqsa ta 'Sett ta' Istruzzjonijiet) u CISC (Kompjuters ta 'Sett ta' Istruzzjonijiet Kumplessi).

RISC huwa mikroproċessur li jesegwixxi inqas tipi ta 'struzzjonijiet tal-kompjuter u oriġina fis-snin 80 bil-mainframe MIPS (jiġifieri, magni RISC), u l-mikroproċessuri użati fil-magni RISC huma kollettivament imsejħa proċessuri RISC.B'dan il-mod, huwa kapaċi jesegwixxi operazzjonijiet b'rata aktar mgħaġġla (miljuni aktar struzzjonijiet kull sekonda, jew MIPS).Minħabba li l-kompjuters jeħtieġu transisters u elementi ta 'ċirkwit addizzjonali biex jeżegwixxu kull tip ta' istruzzjoni, iktar ma jkun kbir is-sett ta 'struzzjonijiet tal-kompjuter jagħmel il-mikroproċessur aktar kumpless u jesegwixxi l-operazzjonijiet aktar bil-mod.

CISC jinkludi sett għani ta 'mikrostruzzjonijiet li jissimplifikaw il-ħolqien ta' programmi li jaħdmu fuq il-proċessur.L-istruzzjonijiet huma magħmula minn lingwa tal-assemblaġġ, u xi funzjonijiet komuni oriġinarjament implimentati minn softwer huma implimentati minn sistema ta 'struzzjoni tal-ħardwer minflok.Ix-xogħol tal-programmatur huwa għalhekk imnaqqas ħafna, u xi operazzjonijiet jew operazzjonijiet ta 'ordni aktar baxx jiġu pproċessati simultanjament f'kull perjodu ta' istruzzjoni biex tiżdied il-veloċità tal-eżekuzzjoni tal-kompjuter, u din is-sistema tissejjaħ sistema ta 'struzzjoni kumplessa.

4 Sommarju

Sfida serja għall-inġiniera tal-elettronika tal-karozzi tal-lum hija li tinbena bi prezz baxx, mingħajr problemi, u anke f'każ ta 'falliment jistgħu jaħdmu sistemi tal-karozzi, fil-prestazzjoni tal-karozzi titjieb gradwalment fil-mument, mikrokontrolluri huma mistennija li jtejbu l-prestazzjoni ta' unitajiet ta' kontroll elettroniku tal-karozzi.