МК
Классификация и структура МК (Тема)В
настоящее время выпускается целый ряд типов МК. Все
эти приборы можно условно разделить на три основных класса: 1)
8-разрядные
МК для встраиваемых приложений; 2)
16-
и 32-разрядные МК; 3)
цифровые
сигнальные процессоры (DSP). Наиболее
распространенным представителем семейства МК
являются 8-разрядные приборы, широко используемые в промышленности, бытовой и
компьютерной технике. Они прошли в своем развитии путь от простейших приборов с
относительно слаборазвитой периферией до современных многофункциональных
контроллеров, обеспечивающих реализацию сложных алгоритмов управления в
реальном масштабе времени. Причиной жизнеспособности 8-разрядных МК является использование их для управления реальными
объектами, где применяются, в основном, алгоритмы с преобладанием логических операций,
скорость обработки которых практически не зависит от разрядности процессора. Росту
популярности 8-разрядных МК способствует постоянное
расширение номенклатуры изделий, выпускаемых такими известными фирмами, как
Motorola, Microchip, Intel, Zilog, Atmel и многими другими. Современные
8-разрядные МК обладают, как правило, рядом
отличительных признаков. Перечислим основные из них: 1)
модульная
организация, при которой на базе одного процессорного ядра
(центрального процессора) проектируется ряд (линейка) МК,
различающихся объемом и типом памяти программ, объемом
памяти данных, набором периферийных модулей,
частотой синхронизации; 2)
использование
закрытой архитектуры МК, которая характеризуется
отсутствием линий магистралей адреса и данных на выводах корпуса МК. Таким образом, МК
представляет собой законченную систему обработки данных, наращивание возможностей
которой с использованием параллельных магистралей адреса и данных не
предполагается; 3)
использование
типовых функциональных периферийных модулей (таймеры, процессоры событий,
контроллеры последовательных интерфейсов, аналого-цифровые преобразователи и
др.), имеющих незначительные отличия в алгоритмах работы в МК различных производителей; 4)
расширение
числа режимов работы периферийных модулей, которые задаются в процессе инициализации
регистров специальных функций МК. При
модульном принципе построения все МК одного
семейства содержат процессорное ядро, одинаковое
для всех МК данного семейства, и изменяемый
функциональный блок, который отличает МК разных
моделей. Структура модульного МК приведена на рисунке.
Процессорное ядро включает в себя:
Изменяемый
функциональный блок включает в себя модули памяти различного типа и объема,
порты ввода/вывода, модули тактовых генераторов (Г), таймеры. В относительно
простых МК модуль обработки прерываний входит в
состав процессорного ядра. В более сложных МК он представляет собой отдельный модуль с развитыми
возможностями. В состав изменяемого функционального блока могут входить и такие
дополнительные модули как компараторы напряжения, аналого-цифровые
преобразователи (АЦП) и другие. Каждый модуль проектируется для работы в
составе МК с учетом протокола ВКМ. Данный подход
позволяет создавать разнообразные по структуре МК в
пределах одного семейства. |
||