Anti-plagiarism_test_(Full) (1228616), страница 3
Текст из файла (страница 3)
КомпанияMicrochip Technology Inc. специализируется на выпуске электронныхкомпонентов для построения систем контроля и управления. Основные видывыпускаемой продукции:8- 16 ми разрядные универсальные микроконтроллеры ( 15 PIC MCU);Специализированные микросхемы энергонезависимой памяти;Устройства ограничения доступа (KeeLoq);Программное обеспечение и инструментальные средства проектирования.Ранее в традиционных 8- 16 ми разрядных микроконтроллерах применяласьмассочная технология памяти ROM (Read Only Memory).
Данная технологияподразумевала занесение кода в кристалл на этапе изготовления контроллера, тоесть еще до его корпусировки. Однако, такая технология не позволяет записатьили изменить информацию в памяти контроллера, заносимого на этапепроизводства МК, так как доступ к ней физически отсутствует [02].В 2010 году компания Microchip занимала лидерующие позиции впроизводстве однократно программируемых по внешнему интерфейсу OTP(Open Telecom Platform) микроконтроллеров, которые в свою очередь имелиболее низкую стоимость и больший срок эксплуатации по сравнению с ROMверсиями. В 16 последствии технология памяти ROM была заменена наперезаписываемую память EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory,стираемое перепрограммируемое ПЗУ) технологию для организации памятипрограмм в микроконтроллерах PIC MCU.Microchip минимизировала разницу в стоимости между микросхемамивыполненными по EPROM и ROM 16 технологиями, что естественноположительно 16 сказалось на доле их использования в условиях современныхрыночных отношений.
Завоевание доли рынка 8-разрядных MCU (Micro12Controller Unit) фирма Microchip завершила разработкой микроконтроллеров 16PIC, способных удовлетворить требования разработчиков для большинстваприложений.Архитектура микроконтроллеров 16 PIC является одной из трех наиболеераспространенных архитектур, доступных на сегодняшний день на мировомрынке электронных компонентов.
Широкому распространению использования 16PIC способствовало предвидение компанией Microchip выгоды от примененияне дорогостоящего решения 16 OTP.К основным преимуществам применения микроконтроллеров PIC можноотнести:Малое время проектирования устройства;Возможность изменение кода программы на этапе выпуска изделий;Низкую стоимость изменение программы ( 15 не требуется изменять маску); 16Возможность последовательно присвоения номера изделиям;Возможность сохранения калибровочной информации без дополнительныхаппаратных решений; 16Уменьшение потерь при создании проектов, т.к.
одна и та же микросхемаможет использоваться при проектировании и в готовом устройстве. 15Восьми разрядные микроконтроллеры PIC имеют наилучшее соотношениецена/качество, позволяя их использовать в традиционных 8- 15 ми разрядныхприложениях и в некоторых 4-х разрядных приложениях (базовое семейство). 15МК позволяют заменить специализированные логические элементы, DSPприложения (высококачественное семейство). Эти особенности, совместно сценовой эффективностью, делают микроконтроллеры 16 PIC привлекательнымидля большинства приложений [03].
16Некоторое время спустя спектр выпускаемых микроконтроллеров былзначительно расширен несколькими моделями с FLASH-памятью ( 24 расш),используемой для записи программ, хотя по-прежнему делался упор наоднократно программируемые модели. Осенью 2001 года компания представиласвою новую технологию производства 24 кристаллов FLASH-микроконтроллеров –13PEEC(PMOS Electrically Erasable Cell, Электрическая стираемая ячейкаPMOS(p-channel MOSFET, p-канальный полевой транзистор с изолированнымзатвором)), сообщив при этом, что отныне все новые модели будутразрабатываться на 24 их основе. Первыми были выпущены модели PIC16F73 иPIC18F452.
Кроме того, в течение 2002 года выпущено целое 24 семейсво FLASHмикроконтроллеров на любой вкус – от 24 дешевых PIC12F629/675 (в 8-мивыводном корпусе) до многофункциональных PIC18F8720, который представлялиз себя 80-ти выводного гиганта. Прежде чем подробнее рассмотреть новыемодели, остановимся на достоинствах технологии 24 PEEC. Применение новейшейархитектуры построения памяти FLASH с использованием технологии PEECпозволяет получить отличные характеристики – низкую цену при высокойнадежности и малым временем записи ячейки.
Программированиемикроконтроллеров, выпускаемых по этой технологии, оптимизировано так, чтомассив данных размером в 1 Мбит (128 Кбайт) может быть 24 стерт изапрограммирован менее чем за 2 24 секунды. Отдельное слово в памяти программможет быть 24 стерто и вновь запрограммировано менее чем за 3 24 миллисекунды.Число гарантированных циклов 24 стирания/записи данных в EEPROM-памятисоставляет более одного миллиона циклов, а FLASH-памяти программ – болееста тысяч циклов. При этом длительность хранения данных в EEPROM иFLASH-памяти составляет более 40 лет. Это позволяет хранить огромное числоданных непосредственно в энергонезависимой FLASH- памяти и оперативноработать с ними, используя команды 24 чтения/записи. Применение технологии 24PEEC существенно улучшило частотные показатели микроконтроллеров, чтопозволило отказаться от 24 выбраковки изделий по максимальной тактовойчастоте.
Поэтому на маркировке новых микроконтроллеров не указана тактоваячастота, т.к. подразумевается, что она максимальна для данного семейства [04]. 24142 24 ОБЗОР АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ PIC КОНТРОЛЛЕРОВ2.1 Архитектура PIC контроллеровМикроконтроллеры PIC построены на базе архитектуры RISC (reducedinstruction set computer). 44 Это предполагает, что все инструкции имеют однудлину и выбираются за один машинный цикл. Набор инструкций этихмикроконтроллеров широкий, тщательно подобранный специально для задачуправления.
44Особенности гарвардской архитектуры позволили добиться очень высокогобыстродействия и получить очень компактный код. Все командымикроконтроллера, за исключением команд перехода, выполняются за одинмашинный цикл, который составляет 4 периода тактового генератора. Так,например, на тактовой частоте 20 МГц производительность микроконтроллеровдостигает 5 MIPS ( 44 пять миллионов машинных операций за одну секунду притактовой частоте в 20 Мгц).2.1.1 Гарвардская архитектураОсновное отличие гарвардской архитектуры от предыдущих заключается вразделении памяти программ и памяти 3 данных.
Обращение к памятипроисходит по отдельным шинам адреса и данных, что значительно повышаетпроизводительность процессора по сравнению с традиционной архитектурой. Вмикроконтроллерах с традиционной архитектурой ядра команды и данныезапрашиваются по одной и той же шине. Чтобы выполнить выборку командынеобходимо сделать несколько запросов по 8-разрядной (или кратной 8разрядам) шине.
Затем (если необходимо) запросить данные, выполнитькоманду и сохранить результат. Как может быть замечено шина с традиционнойархитектурой ядра значительно загружена.В микроконтроллерах с гарвардской архитектурой ядра выборка командыпроисходит за один цикл (все команды 14- 3 ти 100 разрядные). При обращении кпамяти программ можно выполнить запись или чтение данных, т.к. память 315данных подключена к ядру микроконтроллера по отдельной шине. Раздельныешины доступа к памяти программ и к памяти данных позволяют исполнятьтекущую команду и производить выборку следующей команды, организуяконвейерную обработку команд. Сравнение гарвардской и традиционнойархитектуры показано на рисунке 2.1. 3Рисунок 2.1 – Сравнение гарвардской и традиционной архитектурыК 3 приемуществам гарвардской архитектуры относятся:1.
Длинное слово команды:Разрядность команд микроконтроллера несколько больше чем 8- 3 миразрядная шина памяти данных. Это стало возможным из-за раздельных шиндоступа к памяти программ и к памяти данных. Разделение шин доступа кразным видам памяти позволяет произвольно выбирать разрядность командмикроконтроллера (не кратное 8- 3 ми разрядной шине данных), что в своюочередь дает возможность эффективно использовать память программ иоптимизировать разрядность шины программ к архитектурным требованияммикроконтроллера.Команда состоит из единственного слова:Все команды микроконтроллеров 3 однословные 14-ти разрядные.Четырнадцатиразрядная шина доступа к памяти программ позволяет выполнитьвыборку 14-ти разрядной команды за один машинный цикл микроконтроллера.При использовании однословных команд число слов в памяти программравняется максимальному числу команд программы микроконтроллера.
Это 316означает, что все ячейки памяти имеют силу команды.Как правило в традиционной архитектуре большинство командмногобайтные. Микроконтроллер, имеющий 3 четыре килобайта памяти,содержит примерно 3 две тысячи команд. Коэффициент использования памятипримерно равен 3 двум к одному и зависит от конкретного приложения.Поскольку каждая команда может состоять из нескольких байтов, то нет никакойгарантии, что каждая ячейка памяти программ имеет силу команды.Конвейерная обработка команд:Конвейерная обработка команд состоит из двух стадий: выборка команды изпамяти, выполнение команды. Выборка команды происходит в первыймашинный цикл ( 10 TCY)(частоту устройства разделенную на число, для PICконтроллеров число равно четырем), а выполнятся команда во второммашинном цикле 3 TCY. Однако, из-за одновременной выборки текущей командыи выполнения предыдущей в каждом машинном цикле 3 TCY происходитвыборка и выполнение команд.Команды выполняются за один машинный цикл:Полная выборка команды происходит за один машинный цикл ( 3 TCY) из-затого, что шина доступа к памяти программ 14 - разрядная.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
