Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Конечно, столь широкий набор функциональных возможностей делает внутрисхемные эмуляторы наиболее мощным и универсальным средством отладки.

Достоинства и недостатки внутрисхемных эмуляторов.

К достоинствам внутрисхемных эмуляторов следует отнести

• широкий набор функциональных возможностей, что делает внутрисхемные эмуляторы наиболее мощным и универсальным средством отладки;

• работу внутрисхемного эмулятора в реальной схеме электронного блока, в котором предполагается робота микроконтроллера или ЦПОС;

• большую гибкость моделирования временных и электрических характеристик микроконтроллера, что связано с преимущественно программным методом их моделирования

Однако внутрисхемные эмуляторы имеют и недостатки. Основным из них является трудность программного моделирования электрических сигналов на выводах микроконтроллера в реальном масштабе времени. Для адекватного моделирования быстродействие моделирующего процессора или компьютера должно быть существенно выше, чем эмулируемого микроконтроллера, что достижимо далеко не всегда, особенно в случае эмуляции современных высокопроизводительных ЦПОС и микроконтроллеров.

Кроме того, даже в случае работы в замедленном масштабе времени, различные модели внутрисхемных эмуляторов могут иметь разного рода ограничения по контролю и управлению функционированием отлаживаемых устройств, что связано с трудностью их моделирования. Например, это может быть некорректное обрабатывание прерываний в пошаговом режиме, или запрет на использование последовательного порта и т.п..

Внутрисхемный эмулятор PICE-51

PICE-51 — эмулятор нового поколения, созданный с применением передовых технологий разработки аппаратуры и программного обеспечения.

Применение программируемых матриц большой ёмкости позволило резко сократить размеры эмулятора без какого-либо ущерба его функциональным возможностям, минимизировать отклонения электрических и частотных характеристик эмулятора от характеристик эмулируемого процессора и, тем самым, добиться максимальной точности эмуляции на частотах до 30 МГц при напряжениях питания от 3,3 В до 5 В.

Перезагружаемая аппаратная структура эмулятора обеспечивает эмуляцию практически всех микроконтроллеров семейства 8051 как отечественного производства, так и фирм Intel, Philips, Siemens, Atmel, Dallas, Temic, OKI, AMD, MHS и других.

Мощный программный интерфейс в среде Windows, представляет собой интегрированную среду разработки, поддерживающую все этапы разработки программного обеспечения от написания исходного текста программы до её компиляции и отладки. Программа поддержки эмулятора ориентирована на отладку программ на языке высокого уровня по исходному тексту.

Эмулятор состоит из основной платы размером 80 х 76 мм, сменного адаптера под конкретный процессор и сменной эмуляционной головки под конкретный тип корпуса. На основной плате реализованы: трассировщик и процессор точек останова. Плата сменного адаптера содержит эмулирующий процессор под конкретный тип микроконтроллера. Эмуляционные головки обеспечивают установку эмулятора в колодки DIP и PLCC на плате пользователя. Питание эмулятора осуществляется от блока питания +5 В; 0,5 А или непосредственно от отлаживаемого устройства. Связь с компьютером обеспечивается по гальванически развязанному каналу RS-232C на скорости 115 Кбод.

PICE-51 – основная плата

POD-51-XX – сменная эмуляционная головка

ADP-51-XX – сменный адаптер под конкретный процессор

Эмулируемые микроконтроллеры:

• Intel 8031, 80C31, 8032, 80С32, 8051, 80С51, 8052, 8хС52, 8хС54, 8хС58, 80C152JA/JB/JC/JD, 8xL/C51FA/FB/FC, 8xC51RA/RB/RC, 80C51GB;

• Philips 8031, 8051, 80С31, 80С32, 8хС51, 8хС52/54/58, 8хС51 FA/FB/FC; 8xC51RA+/RB+/RC+/RD+, 80CL410, 80С552, 80С562, 8ХС550, 8ХС652, 8ХС654, 8ХС528, 8ХС524, 8ХС575, 8ХС576, 80С851, 89С535, 89С536, 89С538;

• Atmel 89С51, 89С52, 89С55, 89С2051, 89С1051, 89S8252, 89S53 (последние два - только с внешней памятью программ);

• Siemens SAB501/502/504/505/511/513

• Dallas Semiconductor 80C310, 8ХС520, 8ХС530; MHS 80C31, 80C51, 80C32, 80C52, 80C154; OW80C31, 80C51, 80C154;

• AMD 80C31, 80C51, 80C52;

и другие микроконтроллеры семейства 8051.

Характеристики аппаратуры

• Точная эмуляция — отсутствие каких-либо ограничений на использование программой пользователя ресурсов микроконтроллера.

• До 256К эмулируемой памяти программ и данных. Поддержка банкированной модели памяти. Распределение памяти между эмулятором и устройством пользователя с точностью до 1-го байта.

• До 512К аппаратных точек останова по доступу к памяти программ и данных.

• Аппаратная поддержка для отладки программ на языках высокого уровня.

• Трассировка 8 произвольных внешних сигналов.

• 4 выхода синхронизации аппаратуры пользователя.

• Трассировщик реального времени с буфером объёмом от 16К до 64К фреймов по 64 бита с доступом «на лету». Трассировка адреса, данных, сигналов управления, таймера реального времени и 8-ми внешних сигналов пользователя.

• Программируемый фильтр трассировки.

• Аппаратный процессор точек останова с возможностью задания сложного условия останова эмуляции по комбинации сигналов адреса, данных, управления, 8-ми внешних сигналов, таймера реального времени, счётчиков событий и таймера задержки.

• Четыре комплексных точки останова, которые могут быть использованы независимо или в комбинациях по условиям AND/OR/IF-THEN.

• 48-разрядный таймер реального времени.

• Прозрачная эмуляция — доступ «на лету» к эмулируемой памяти, точкам останова, процессору точек останова, буферу трассировки, таймеру реального времени.

• Управляемый генератор тактовой частоты для эмулируемого процессора. Возможность плавного изменения тактовой частоты от 500 кГц до 40 МГц.

• Гальванически развязанный от компьютера канал связи RS-232C со скоростью обмена 115 Кбод.

• Встроенная система самодиагностики аппаратуры эмулятора.

• Тактовая частота базового варианта 28 МГц. С быстрой матрицей — 40 МГц.

• Поддержка низковольтовых микроконтроллеров с напряжениями питания от 3,3 В до 5 В.

• Двухпортовая память, обеспечивающая доступ «на лету» к памяти программ, внешней памяти данных, точкам останова, трассировщику, процессору точек останова.

• Установка карты памяти с точностью до 1 байта.

• Программируемый генератор тактовой частоты эмулируемого процессора.

• Более точная и надёжная эмуляция — отсутствие кабелей и шлейфов, снижающих надёжность работы и вносящих отклонения в электрические и временные характеристики процессора.

• Возможность поддержки микроконтроллеров, отличающихся от стандартного 51-го по циклу шины (Dallas 320/520)

• Более точная эмуляция процессоров 87C51FX/RX+ в режиме внутренней памяти программ при обращении к внешней памяти данных командами MOVX A,@Rx, MOVX @Rx,A

• Обновление версий эмулятора только заменой программного обеспечения — возможность обновления через web-сервер.

• Отсутствие конфигурационных перемычек — все установки аппаратных конфигураций осуществляются через программу поддержки

Характеристики программного обеспечения

• Программное обеспечение ориентировано на работу в среде Windows на IBM-совместимых компьютерах с процессорами типа 386/486/Pentium.

• Встроенный многооконный редактор предназначен для написания исходных текстов программ. Редактор поддерживает операции с блоками текста, поиск/замену, цветовое выделение синтаксических конструкций языка ассемблера и Си.

• Неотъемлемая, встроенная и действительно интегрированная среда разработки. Для разработчика стирается грань между редактором и отладчиком.

• Встроенный менеджер проектов обеспечивает автоматическую компиляцию программ. Все опции задаются в диалоговой форме. Переход от редактирования исходного текста к отладке и обратно происходит «прозрачно», т. е. менеджер проектов автоматически запускает компиляцию проекта при необходимости.

• PICE-51 обеспечивает символьную отладку и отладку по исходному тексту для программ, созданных с помощью следующих компиляторов:

• ассемблер ASM51 фирмы Intel;

• компилятор PL/M фирмы Intel;

• ассемблер и компилятор Си фирмы IAR Systems;

• ассемблер и компилятор Си фирмы Avocet Systems Inc./HiTech; -

• ассемблер и компилятор Си фирмы Keil Software Inc..

• Автоматическое сохранение и загрузка файлов конфигурации аппаратуры, интерфейса и опций отладки. Обеспечивается совместимость файлов конфигурации с симулятором PDS-51. Обеспечена переносимость проектов между эмулятором PICE-51 и симулятором PDS-51.

• Возможность настройки цветов, шрифтов и других параметров для всех окон одновременно и для каждого окна в отдельности.

Эмулятор снабжён печатным руководством по эксплуатации и контекстным электронным руководством, в которых детально описаны его принципы работы, команды, меню, горячие клавиши.

Программные отладчики-симуляторы

Программный отладчик-симулятор - программное средство, способное имитировать работу микроконтроллера и его памяти. Как правило, хороший симулятор позволяет пользователю:

Загружать файлы программ во всех популярных форматах;

Контролировать и модифицировать состояние ресурсов симулируемого микроконтроллера. В процессе отладки модель «выполняет» программу, и на экране компьютера отображается текущее состояние модели;

Запускать отлаживаемую программу в пошаговом или непрерывном режимах, вперёд и назад, задавать условные и безусловные точки останова, контролировать и свободно модифицировать содержимое ячеек памяти и регистров симулируемого микропроцессора. С помощью симулятора можно быстро проверить логику выполнения программы, правильность выполнения арифметических операций;

Вести высокоуровневую символьную отладку программ. Такую возможность предоставляют наиболее «продвинутые» отладчики, обычно их называют высокоуровневыми (High-Level Debuggers), и естественно при условии использования компиляторов, поставляющих необходимую отладочную информацию;

Контролировать и модифицировать параметры встроенных периферийных устройств, таких, как таймеры, порты, АЦП, системы прерываний;

Получать, по результатам прогона отлаживаемой программы, статистическую информацию, необходимую для оптимизации её структуры

Некоторые модели симуляторов могут содержать ряд дополнительных программных средств, таких, например, как: интерфейс внешней среды, встроенную интегрированную среду разработки.

Наличие интерфейса внешней среды позволяет пользователю создавать и гибко использовать модель внешней среды микроконтроллера, функционирующую и взаимодействующую с отлаживаемой программой по заданному алгоритму.

Наличие в программной оболочке симулятора элементов интегрированной среды разработки позволяет управлять не только процессом симуляции, но и поддерживает в целом процесс отладки, начиная от написания исходного текста программы до её компиляции и отладки, обеспечивает простое и быстрое взаимодействие с другими инструментальными средствами (внутрисхемным эмулятором, программатором).

В общем случае, различные модели программных отладчиков-симуляторов могут предоставлять пользователю возможности по контролю и управлению функционированием отлаживаемых устройств с разного рода ограничениями. Основными характеристиками, определяющими качество и функциональность симулятора, принято считать:

Перечень корректно поддерживаемых (симулируемых) микроконтроллеров;

Перечень корректно поддерживаемых (симулируемых) встроенных в микроконтроллер узлов периферии;

Скорость, детальность и точность симуляции;

Перечень поддерживаемых компиляторов и форматов.

Очевидной особенностью программных симуляторов является то обстоятельство, что исполнение программ, загруженных в симулятор, происходит в масштабе времени, отличном от реального. Однако низкая цена, возможность ведения отладки даже в условиях отсутствия макета отлаживаемого устройства, делают программные симуляторы весьма эффективным средством отладки. Отдельно необходимо подчеркнуть, что существует целый класс ошибок, которые могут быть обнаружены только при помощи симулятора.

1. Структурная организация микроконтроллера i8051. Общие характеристики. Арифметико-логическое устройство. Назначение выводов. Организация портов ввода вывода. Альтернативные функции.

Структурная организация микроконтроллера i8051.

Общие характеристики.

Микроконтроллер семейства 8051 имеют следующие аппаратные особенности:

• внутреннее ОЗУ объемом 128 байт;

• четыре двунаправленных побитно настраиваемых восьмиразрядных порта ввода-вывода;

• два 16-разрядных таймера-счетчика;

• встроенный тактовый генератор;

• адресация 64 КБайт памяти программ и 64 Кбайт памяти данных;

• две линии запросов на прерывание от внешних устройств;

• интерфейс для последовательного обмена информацией с другими микроконтроллерами или персональными компьютерами.

Микроконтроллер 8751 снабжен УФ ПЗУ объемом 4 Кбайт.

Функциональная схема микроконтроллера семейства 8051.

Микроконтроллер выполнен на основе высокоуровневой n-МОП технологии. Через четыре программируемых параллельных порта ввода/вывода и один последовательный порт микроконтроллер взаимодействует с внешними устройствами. Основу структурной схемы образует внутренняя двунаправленная8-битная шина, которая связывает между собой основные узлы и устройства микроконтроллера: резидентную память программ (RPM), резидентную память данных (RDM), арифметико-логическое устройство (ALU), блок регистров специальных функций, устройство управления (CU) и порты ввода/вывода (P0-P3).

Арифметико-логическое устройство

8-битное арифметико-логическое устройство (ALU) может выполнять арифметические операции сложения, вычитания, умножения и деления; логические операции И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, а также операции циклического сдвига, сброса, инвертирования и т.п. К входам подключены программно-недоступные регистры T1 и T2, предназначенные для временного хранения операндов, схема десятичной коррекции (DCU) и схема формирования признаков результата операции (PSW).

Простейшая операция сложения используется в ALU для инкрементирования содержимого регистров, продвижения регистра-указателя данных (RAR) и автоматического вычисления следующего адреса резидентной памяти программ. Простейшая операция вычитания используется в ALU для декрементирования регистров и сравнения переменных. Простейшие операции автоматически образуют “тандемы” для выполнения таких операций, как, например, инкрементирование 16-битных регистровых пар. В ALU реализуется механизм каскадного выполнения простейших операций для реализации сложных команд. Так, например, при выполнении одной из команд условной передачи управления по результату сравнения в ALU трижды инкрементируется счётчик команд (PC), дважды производится чтение из RDM, выполняется арифметическое сравнение двух переменных, формируется 16-битный адрес перехода и принимается решение о том, делать или не делать переход по программе. Все перечисленные операции выполняются всего лишь за 2 мкс.

Важной особенностью ALU является его способность оперировать не только байтами, но и битами. Отдельные программно-доступные биты могут быть установлены, сброшены, инвертированы, переданы, проверены и использованы в логических операциях. Эта способность достаточно важна, поскольку для управления объектами часто применяются алгоритмы, содержащие операции над входными и выходными булевыми переменными, реализация которых средствами обычных микропроцессоров сопряжена с определенными трудностями.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)