NUC975DK61Y - Zirkuitu integratuak, txertatuak, mikrokontrolagailuak - NUVOTON Technology Corporation

1 Mikrokontrolagailuaren definizioa

Mikrokontroladorea unitate logiko aritmetikoa, memoria, tenporizadorea/kalkulagailua eta hainbat / O zirkuitu eta abar txip batean integratuta daudenez, oinarrizko konputazio-sistema osoa osatzen dutenez, txip bakarreko mikroordenagailu gisa ere ezagutzen da.

Mikrokontrolagailuaren memorian mikrokontrolagailuaren hardwarearekin eta hardware periferikoen zirkuituekin estu erabiltzen den programa PCaren softwaretik bereizten da, eta mikrokontrolagailu programa deitzen zaio firmware gisa.Orokorrean, mikroprozesadorea zirkuitu integratu bakarreko CPU bat da, mikrokontroladorea, berriz, CPU, ROM, RAM, VO, tenporizadorea, etab. guztiak zirkuitu integratu bakarrean.PUZarekin alderatuta, mikrokontrolagailuak ez du hain konputazio-ahalmen indartsua, ezta MemoryManaaement Unit ere, mikrokontrolagailuak kontrol, logika eta beste zeregin nahiko bakan eta sinple batzuk bakarrik kudeatzen dituena, eta oso erabilia da ekipoen kontrolean, sentsoreen seinaleen prozesamenduan. eta beste alor batzuk, hala nola, etxetresna elektriko batzuk, ekipamendu industrialak, erreminta elektrikoak, etab.

2 Mikrokontrolagailuaren osaera

Mikrokontrolagailuak hainbat zati ditu: prozesadore zentrala, memoria eta sarrera/irteera:

-Prozesadore zentrala:

Prozesadore zentrala MCUren oinarrizko osagaia da, operadorearen eta kontrolatzailearen bi zati nagusiak barne.

-Operaria

Eragilea unitate aritmetikoa eta logikoa (ALU), metagailua eta erregistroak, etab. osatzen dute. ALUren eginkizuna sarrerako datuetan eragiketa aritmetikoak edo logikoak egitea da.ALU gai da bi datu horien tamaina batu, kendu, parekatu edo alderatzeko, eta azkenean emaitza metagailuan gordetzeko.

Operadoreak bi funtzio ditu:

(1) Hainbat eragiketa aritmetika egiteko.

(2) Hainbat eragiketa logiko egiteko eta proba logikoak egiteko, hala nola, zero balioaren proba edo bi balioren konparaketa.

Operadoreak egiten dituen eragiketa guztiak kontrolagailuaren kontrol-seinaleen bidez zuzentzen dira, eta, eragiketa aritmetiko batek emaitza aritmetikoa sortzen duen bitartean, eragiketa logiko batek epaia sortzen du.

-Kontroladorea

Kontrolatzailea programa-kontagailua, instrukzio-erregistroa, instrukzio-deskodetzailea, tenporizazio-sorgailua eta funtzionamendu-kontrolatzailea... osatzen dute. Aginduak ematen dituen "erabakiak hartzeko organoa" da, hau da, mikroinformatika-sistema osoaren funtzionamendua koordinatzen eta zuzentzen duena.Bere funtzio nagusiak hauek dira:

(1) Instrukzio bat memoriatik berreskuratzeko eta memorian hurrengo instrukzioaren kokapena adierazteko.

(2) Instrukzioa deskodetzea eta probatzea eta dagokion eragiketa kontrolatzeko seinalea sortzea, zehaztutako ekintzaren exekuzioa errazteko.

(3) PUZaren, memoriaren eta sarrera eta irteerako gailuen arteko datu-fluxuaren norabidea zuzentzen eta kontrolatzen du.

Mikroprozesadoreak ALU, kontagailuak, erregistroak eta kontrol-atala barne-busaren bidez konektatzen ditu, eta kanpoko memoriara eta sarrera/irteera interfaze-zirkuituetara konektatzen da kanpoko busaren bidez.Kanpoko busa, sistema-busa ere deitua, datu-busa DB, helbide-busa AB eta kontrol-busa CB-tan banatzen da, eta hainbat gailu periferikoetara konektatzen da sarrera/irteera interfaze-zirkuituaren bidez.

-Memoria

Memoria bi kategoriatan bana daiteke: datuen memoria eta programaren memoria.

Datu-memoria datuak gordetzeko erabiltzen da eta programa-biltegiratzea programak eta parametroak gordetzeko.

-Sarrera/Irteera -Gailu desberdinak lotzea edo gidatzea

Serieko komunikazio-atatuak: MCU eta periferiko desberdinen arteko datuak trukatzen dituzte, hala nola UART, SPI, 12C, etab.

3 Mikrokontrolagailuen sailkapena

Bit kopuruari dagokionez, mikrokontrolagailuak honako hauetan sailka daitezke: 4 bit, 8 bit, 16 bit eta 32 bit.Aplikazio praktikoetan, 32 biteko %55a, 8 bitekoa %43a, 4 bitekoa %2a eta 16 bitekoa %1a.

Ikus daiteke 32 biteko eta 8 biteko mikrokontrolagailuak direla gaur egun gehien erabiltzen diren mikrokontrolagailuak.
Bit-kopuruaren aldeak ez ditu mikroprozesadore onak edo txarrak adierazten, ez zenbat eta bit-kopuru handiagoa izan orduan eta hobea izango da mikroprozesadorea, eta ez zenbat eta bit-kopuru txikiagoa orduan eta okerragoa izango da mikroprozesadorea.

8 biteko MCUak polifazetikoak dira;programazio sinplea, eraginkortasun energetikoa eta paketeen tamaina txikia eskaintzen dute (batzuek sei pin baino ez dituzte).Baina mikrokontrolagailu hauek ez dira normalean sare- eta komunikazio-funtzioetarako erabiltzen.

Sare-protokolo eta komunikazio-software-pilak ohikoenak 16 edo 32 biteko dira.Komunikazio periferikoak eskuragarri daude 8 biteko gailu batzuentzat, baina 16 eta 32 biteko MCUak izan ohi dira aukera eraginkorragoak.Hala ere, 8 biteko MCUak kontrol, sentsazio eta interfaze aplikazio ezberdinetarako erabiltzen dira normalean.

Arkitektura aldetik, mikrokontrolagailuak bi kategoriatan bana daitezke: RISC (Instrukzio-multzo murriztuko ordenagailuak) eta CISC (Instrukzio-multzo konplexuko ordenagailuak).

RISC ordenagailu-argibide mota gutxiago exekutatzen dituen mikroprozesadorea da eta 1980ko hamarkadan sortu zen MIPS mainframe-rekin (hau da, RISC makinak), eta RISC makinetan erabiltzen diren mikroprozesadoreei RISC prozesadore deitzen zaie.Modu honetan, eragiketak abiadura bizkorragoan exekutatzeko gai da (milioika jarraibide gehiago segundoko edo MIPS).Ordenagailuek transistore eta zirkuitu elementu osagarriak behar dituztenez instrukzio mota bakoitza exekutatzeko, zenbat eta handiagoa izan ordenagailuaren instrukzio multzoa mikroprozesadorea konplexuagoa bihurtzen da eta eragiketak motelago exekutatzen ditu.

CISCek prozesadorean exekutatzen diren programak sortzea errazten duten mikro-instrukzio multzo aberatsa biltzen du.Argibideak muntaia-lengoaiaz osatuta daude, eta softwareak jatorriz inplementatutako funtzio komun batzuk hardwarearen instrukzio-sistemak inplementatzen ditu ordez.Programatzailearen lana, beraz, asko murrizten da, eta ordena txikiko eragiketa edo eragiketa batzuk aldi berean prozesatzen dira instrukzio-aldi bakoitzean, ordenagailuaren exekuzio-abiadura handitzeko, eta sistema horri instrukzio-sistema konplexua deitzen zaio.

4 Laburpena

Gaur egungo automobilgintzako elektronikako ingeniarientzako erronka larria da kostu baxuko, arazorik gabeko bat eraikitzea, eta hutsegite bat gertatuz gero automozio sistemak funtziona ditzakeen arren, autoaren errendimendua pixkanaka hobetzen da une honetan, mikrokontrolagailuek errendimendua hobetzea espero da. automobilgintzako kontrol-unitate elektronikoak.