2,208 matches
-
și necesită cantități mari de date, acestea pot fi asigurate doar prin utilizarea memoriei cache. Pe măsură ce ne îndepărtăm de procesor, nivelele de memorie au viteză mai scăzută și capacitate mai mare. Memoria cache este o memorie foarte rapidă integrată în procesor sau plasată lângă acesta într un cip separat. Procesorul păstrează în memoria cache instrucțiunile utilizate în mod repetat în timpul rulării programului și evită astfel accesarea mai lentă a magistralelor de sistem pentru transferurile de date. La nivel de principiu, orice
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
asigurate doar prin utilizarea memoriei cache. Pe măsură ce ne îndepărtăm de procesor, nivelele de memorie au viteză mai scăzută și capacitate mai mare. Memoria cache este o memorie foarte rapidă integrată în procesor sau plasată lângă acesta într un cip separat. Procesorul păstrează în memoria cache instrucțiunile utilizate în mod repetat în timpul rulării programului și evită astfel accesarea mai lentă a magistralelor de sistem pentru transferurile de date. La nivel de principiu, orice dispozitiv de memorie se structurează conform figurii 3.4
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
perifericelor sistemelor embedded complexe. 4.1. Tehnici de accesare a dispozitivelor periferice Mecanismul cel mai eficient de accesare a dispozitivelor periferice este lucrul în întreruperi. Figura 4.1 Principiul de funcționare al unei întreruperi Principial, întreruperea este un eveniment extern procesorului care îi Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 82 oprește funcționarea normală, îl determină să execute o anumită secvență de cod specifică (subrutina de deservire a întreruperiiă după care îi permite să continue execuția
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
oprește funcționarea normală, îl determină să execute o anumită secvență de cod specifică (subrutina de deservire a întreruperiiă după care îi permite să continue execuția programului inițial. Situația prezentată este descrisă de figura 4.1. Modul de funcționare detaliat al procesorului la apariția unei întreruperi este următorul (fig. 4.2Ă: procesorul execută programul curent; la apariția unei întreruperi procesorul termină de executat instrucțiunea curentă după care salvează în stivă adresa instrucțiunii următoare și, eventual, contextul, iar apoi încarcă în registrul numărător
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de cod specifică (subrutina de deservire a întreruperiiă după care îi permite să continue execuția programului inițial. Situația prezentată este descrisă de figura 4.1. Modul de funcționare detaliat al procesorului la apariția unei întreruperi este următorul (fig. 4.2Ă: procesorul execută programul curent; la apariția unei întreruperi procesorul termină de executat instrucțiunea curentă după care salvează în stivă adresa instrucțiunii următoare și, eventual, contextul, iar apoi încarcă în registrul numărător program (Program Counteră adresa subrutinei de deservire a întreruperii respective
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
după care îi permite să continue execuția programului inițial. Situația prezentată este descrisă de figura 4.1. Modul de funcționare detaliat al procesorului la apariția unei întreruperi este următorul (fig. 4.2Ă: procesorul execută programul curent; la apariția unei întreruperi procesorul termină de executat instrucțiunea curentă după care salvează în stivă adresa instrucțiunii următoare și, eventual, contextul, iar apoi încarcă în registrul numărător program (Program Counteră adresa subrutinei de deservire a întreruperii respective. După executarea acestei subrutine, ultima instrucțiune a acesteia
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
a unei întreruperi Apariția oricărei întreruperi active trezește automat microcontrolerul din modul de consum redus în modul activ. Dacă se dorește revenirea în mod de consum redus după deservirea întreruperii, se modifică în mod corespunzător fanioanele registrului de stare al procesorului, registru al cărui conținut este salvat în stivă. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 83 4.2. Liniile digitale de I/O Liniile de ieșire ale sistemelor embedded dispun de capabilități scăzute de curent
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
taste apăsate. Microcontrolerele moderne dispun la pinii de intrare/ieșire de rezistoare integrate de pull up și pull-down, selectabile software, astfel că numărul de componente necesare citirii unei tastaturi matriceale este redus la minim. Metoda are însă și un dezavantaj, procesorul trebuie să fie permanent în stare activă, chiar dacă are linii de intrare-ieșire ce pot genera întreruperi la modificarea semnalului de intrare. În cazul aplicațiilor de consum foarte redus, alimentate de la baterii, tastaturile matriceale nu sunt recomandate, ci se preferă utilizarea
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
în TACCR 0, moment în care are loc depășirea și numărătoare reîncepe de la zero. În figura 4.18 se prezintă funcționarea acestui mod, împreună cu semnalele de la ieșirea CCR1, în funcție de modul de lucru ales. Acest mod permite generarea simplă, fără intervenția procesorului, a impulsurilor modulate în durată (PWMĂ. Figura 4.18 Modul de lucru up și semnalele posibile la ieșirea CCR1 În modul de numărare up-down, registrul TAR este incrementat succesiv până la valoarea maximă înregistrată în TACCR 0, moment în care TAR
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
începe să fie decrementat. La atingerea valorii zero reîncepe incrementarea iar procesul continuă în buclă. În figura alăturată se prezintă funcționarea acestui mod, împreună cu semnalele de la ieșirea CCR2, în funcție de modul de lucru ales. Acest mod permite generarea simplă, fără intervenția procesorului, a impulsurilor modulate în durată (PWMĂ și a semnalelor cu timp mort. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 97 Figura 4.19 Modul de lucru up-down și semnalele posibile la ieșirea CCR2 Modul de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
cu aproximații succesive pe 10 biți, circuit de eșantionare, generator de tensiune de referință și un controller de transfer al datelor achiziționate ( data transfer controller DTCĂ. Controllerul DTC permite modulului ADC10 să salveze în orice locație de memorie fără intervenția procesorului eșantioanele achiziționate. Parametrii principali ai modulului ADC10 sunt: • rată de eșantionare mai mare de 200kSps • conversie monotonă fără coduri lipsă • circuit de eșantionare și memorare cu timpi programabili • conversie inițiată prin soft sau de către modulul Timer A Capitolul 4 Dispozitivele periferice
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
cea mai simplă și, în majoritatea cazurilor, și cea mai ieftină. Cerințele impuse sistemului embedded sunt mai laxe - consumul nu mai este o problemă critică, deci pot fi utilizate componente mai ieftine, softul poate fi simplificat prin menținerea permanentă a procesorului în stare activă și evitarea utilizării modurilor de consum redus, mai greu de implementat, testat și depanat. Există însă un dezavantaj al alimentării de la rețea, și anume lucrul cu tensiuni mari, ceea ce determină pericol de electrocutare. Certificarea siguranței în funcționare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
bugetului de energie al unui sistem embedded Pentru a minimiza consumul unui sistem bazat pe un astfel de microcontroler, trebuie ca acesta să fie plasat cât mai mult posibil în modul de curent redus LPM3 (aproximativ 99.99% din timp procesorul trebuie să se afle în acest modă; numai circuitul BasicTimer 1, circuitul de comandă și control al afișajului cu cristale lichide și circuitul de întreruperi sunt active, toate celelalte module, inclusiv procesorul, sunt oprite; procesorul este trezit la intervale regulate
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
curent redus LPM3 (aproximativ 99.99% din timp procesorul trebuie să se afle în acest modă; numai circuitul BasicTimer 1, circuitul de comandă și control al afișajului cu cristale lichide și circuitul de întreruperi sunt active, toate celelalte module, inclusiv procesorul, sunt oprite; procesorul este trezit la intervale regulate programabile (de exemplu la fiecare secundăă de către circuitul BasicTimer 1. Un astfel de sistem este trezit în fiecare secundă și incrementează un contor de timp iar la fiecare minut efectuează o achiziție
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
aproximativ 99.99% din timp procesorul trebuie să se afle în acest modă; numai circuitul BasicTimer 1, circuitul de comandă și control al afișajului cu cristale lichide și circuitul de întreruperi sunt active, toate celelalte module, inclusiv procesorul, sunt oprite; procesorul este trezit la intervale regulate programabile (de exemplu la fiecare secundăă de către circuitul BasicTimer 1. Un astfel de sistem este trezit în fiecare secundă și incrementează un contor de timp iar la fiecare minut efectuează o achiziție de semnal folosind
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
cu modulul ADC12 (aici 60să. t2 intervalul de timp între două perioade active (1să. tTim timpul activ după trezire. Tipic este 25microsecunde până la 1 milisecundă. Este necesar pentru incrementarea contorului de timp și procesarea valorii achiziționate. tADC timpul activ cu procesorul și circuitul ADC pornite. Tipic 3-13 microsecunde per conversie cu ADC12. tproc timpul activ cu procesorul pornit pentru prelucrarea măsurătorii. Tipic între 1 și 100 milisecunde. IAM consumul în mod activ cu circuitul ADC12 dezactivat. 0.42mA tipic. IAMAD consumul
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
activ după trezire. Tipic este 25microsecunde până la 1 milisecundă. Este necesar pentru incrementarea contorului de timp și procesarea valorii achiziționate. tADC timpul activ cu procesorul și circuitul ADC pornite. Tipic 3-13 microsecunde per conversie cu ADC12. tproc timpul activ cu procesorul pornit pentru prelucrarea măsurătorii. Tipic între 1 și 100 milisecunde. IAM consumul în mod activ cu circuitul ADC12 dezactivat. 0.42mA tipic. IAMAD consumul în mod activ cu circuitul ADC12 activat. 0.42+0.8mA=1.22mA tipic ILPM3 consumul
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
are un consum și mai redus, nu permite măsurări de timp - în acest caz este oprit și circuitul de ceas auxiliar ACLK și doar întreruperile de la porturile 1 si 2 ale microcontrolerului îl mai pot trezi din acest mod. Consumul procesorului MSP430 Modul de lucru de consum redus LPM3 trebuie să fie modul normal de lucru al microcontrolerului MSP430. Modul activ cu sau fără modulul ADC12 pornit se utilizează doar atunci când sunt absolut necesare. Câteva reguli importante pentru minimizarea consumului de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
registrul ADC12CTL0. În aceasta situație utilizarea întreruperilor este foarte eficientă - subrutina de tratare a întreruperii asociate ADC12 oprește automat modulul după o măsurare reușită. 5. Evitarea citirii unui prin de intrare prin tehnica polling. În locul acestei metode consumatoare de timp procesor se recomandă utilizarea facilității de generare de întreruperi la porturile 1 si 2 pentru a detecta modificarea stării acestora. Întrucât aceste intrări pot reacționa la ambele fronturi ale semnalului, poate fi detectată orice modificare de stare fără testări permanente ale
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
simplifică mult implementarea citirii contactelor și tastelor. 6. Evitarea calculelor foarte lungi și înlocuirea lor pe cât posibil cu calculul Capitolul 6 Elemente constructive electromecanice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 144 tabelat. Cele 7 moduri de adresare ale procesorului MSP430 asigură un lucru cu tabelele rapid și transparent din punct de vedere al codului. 7. Trebuie evitată plasarea porțiunilor des folosite de cod în subrutine apelate prin instrucțiunea CALL pentru că aceasta necesită un număr mare de cicli MCLK pentru
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
implementează un calculator monoplacă (sau un modul procesoră într-un format de placă pătrată cu latura de 70mm (fig.6.2Ă. Capitolul 6 Elemente constructive electromecanice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 148 Figura 6.2 Placă cu procesor Intel Atom conform standardului Q7 ([15]Ă Un astfel de format de placă are aplicații specifice și necesită, de obicei, o structură specială (un cabinetă în care să se integreze. 6.1. Magistrale uzuale pentru tehnica de calcul Cele mai
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
mai cunoscute exemple de magistrale sunt cele din lumea calculatoarelor personale, ISA și PCI. Un exemplu de calculator Pentium de generație mai veche cu magistrale ISA și PCI este prezentat în figura următoare([07]Ă: Figura 6.3 Calculator cu procesor Intel Pentium cu magistrale ISA și PCI Magistrala PCI cuprinde un arbitru de magistrală și mai multe dispozitive Capitolul 6 Elemente constructive electromecanice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 149 tip slave. Atunci când un dispozitiv dorește să comunice
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
și se citesc sau scriu datele de pe liniile AD. Evoluția în timp a unor cicli de citire, respectiv scriere, este prezentată în figura 6.5: Figura 6.5 Funcționarea magistralei PCI; operații de scriere și citire Un calculator modern, cu procesor Intel Core i7, dispune de o serie de magistrale seriale rapide de tip PCI Express Capitolul 6 Elemente constructive electromecanice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 150 Figura 6.6 Calculator cu procesor Intel Core i7 cu magistrale
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
citire Un calculator modern, cu procesor Intel Core i7, dispune de o serie de magistrale seriale rapide de tip PCI Express Capitolul 6 Elemente constructive electromecanice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 150 Figura 6.6 Calculator cu procesor Intel Core i7 cu magistrale PCI Express Structura unui sistem cu magistrală PCI Express este arborescentă, după cum se poate observa din figura alăturată: Capitolul 6 Elemente constructive electromecanice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 151 Figura 6.7
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
conține pe toată suprafața sa, într-o structură repetitivă, dispozitivele electronice dorite, ca în figura 8.2. Capitolul 8 Aspecte practice în realizarea sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 190 Figura 8.2 Wafer de 12 inch difuzat cu procesoare AMD Opteron X4 Barcelona ([3]Ă Placheta de siliciu difuzată trece mai apoi printr-un echipament, numit wafer tester, ce testează funcționarea dispozitivelor electronice individuale de pe plachetă și le marchează pe cele defecte. Placheta trece apoi printr-un dicer, echipament
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]