По сути он представляет собой процессор, в котором выполнение таких математических операций, как спектральное преобразование, цифровая фильтрация, регрессионный анализ, векторное и матричное умножение и т.д. возложено большей частью на аппаратный уровень.
В разнообразных цифровых процессорах можно найти особенности, присущие как встраиваемым микроконтроллерам, так и контроллерам с внешней памятью. Рассматриваемые процессоры не предназначены для автономного использования. Обычно они входят в состав систем, используясь в качестве устройств управления внешним оборудованием и мощных вычислителей.
Аппаратные средства контроллеров Аппаратные средства контроллеров состоят из трех комплексных подсистем: - процессорного устройства, являющегося основной частью контроллера и включающего в себя процессор, память программ и данных; - периферийных устройств для сопряжения процессорного устройства с его окружением; - устройств функционального обеспечения: схема запуска, генератор тактовых импульсов, таймеры, счетчики, сторожевой таймер и др.
Рис. 1 – Общая структура контроллера
1. Память программ Для хранения программ обычно служит один из видов постоянной памяти: PROM (однократно-программируемое ПЗУ), EPROM (электрически программируемое ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием), EEPROM (ПЗУ с электрической записью и стиранием, к этому виду относятся также микросхемы Flаsh-памяти) или ROM (масочно-программируемые ПЗУ).
Все эти виды памяти являются энергонезависимыми, - это означает, что содержимое памяти сохраняется после выключения питания контроллера. Такая память необходима, так как контроллер не содержит каких-либо устройств массовой памяти (магнитных дисков), с которых загружается программа в компьютерах. Программа постоянно хранится в контроллере.
Для встраиваемых микроконтроллеров память программ и память данных разделены и имеют сравнительно небольшой размер. В мощных контроллерах, где используется процессоры с внешней памятью, как правило, обе памяти лежат в одном адресном пространстве. В таких контроллерах память данных может использоваться для загрузки прикладных программ, а память программ отводится под операционную систему, драйвера периферийных устройств, интерпретаторы команд алгоритмических языков и т.п.
Наряду с памятью ОЗУ, отвечающей за хранение динамических данных, часто в состав контроллера вводят блок памяти под так называемые RАМ-диски. Операционные системы, поддерживающие файловую систему, используют эту память для длительного хранения информации. В виду того, что доступ к такой памяти как по чтению, так и по записи должен быть достаточно быстрым, RАМ-диски чаще всего реализуются на микромощных микросхемах статической памяти (SRAM) с батарейным питанием.
3. Схема запуска При любом применении контроллеров важно быть уверенным, что он работает в допустимых условиях. Запуск процессора контроллера должен про изводиться только тогда, когда установилось требуемое напряжение питания. Если происходят сбои по питанию и напряжение начинает падать, то по мере падения могут возникать нарушения в работе контроллера, так как напряжение отключения для одних приборов достигается раньше, чем для других.
Для решения этой проблемы в некоторых контроллерах сигнал сброса генерируется, когда напряжение питания становится меньше допустимого. Это предотвращает сбои в работе программы и периферийных устройств и гарантирует корректную отработку аварийной ситуации связанную с перебоями электропитания.
Различают два вида сброса процессоров: железный (Наrd Reset) и программный (Soft Reset). Наrd Reset переводит в исходное состояние все периферийные устройства, очищает регистры ввода-вывода, предустанавливает внутренние регистры и запускает процессор с определенного стартового адреса. Soft Reset в отличие от железного сброса не затрагивает периферийные устройства, а лишь стартует процессор с начального адреса.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.