2,439 matches
-
execuție a programelor. Punctul de plecare al familiei, care a asigurat succesul arhitecturii, a fost procesorul Intel 8080 lansat în 1974. Arhitectura sa, prezentată în figura 2.23, este extrem de simplă, tip acumulator, și putea lucra cu date pe 8 biți și adrese pe 16 biți, Toate procesoarele Intel apărute ulterior au asigurat compatibilitate înapoi cu vechile procesoare pentru a putea rula tot softul deja dezvoltat pentru această familie de procesoare. Există la momentul de față un număr foarte mare de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
plecare al familiei, care a asigurat succesul arhitecturii, a fost procesorul Intel 8080 lansat în 1974. Arhitectura sa, prezentată în figura 2.23, este extrem de simplă, tip acumulator, și putea lucra cu date pe 8 biți și adrese pe 16 biți, Toate procesoarele Intel apărute ulterior au asigurat compatibilitate înapoi cu vechile procesoare pentru a putea rula tot softul deja dezvoltat pentru această familie de procesoare. Există la momentul de față un număr foarte mare de procesoare compatibile x86 în oferta
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
calcul mobile, ceea ce asigură arhitecturii ARM titlul necontestat de cea mai răspândită arhitectură set de instrucțiuni ca număr de dispozitive, depășind cu mult arhitectura Intel x86. Nucleele ARM actuale dispun de magistrale de date și de memorie pe 32 de biți, ceea ce înseamnă un spațiu de adrese de 4Gbytes și aritmetică pe 32 de biți. Ultima arhitectură ARMv8-A oferă trecerea la 64 de biți pentru spațiul de adrese și operațiile aritmetice. Instrucțiunile dispozitivelor ARM actuale sunt pe 32 de biți, dar
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de instrucțiuni ca număr de dispozitive, depășind cu mult arhitectura Intel x86. Nucleele ARM actuale dispun de magistrale de date și de memorie pe 32 de biți, ceea ce înseamnă un spațiu de adrese de 4Gbytes și aritmetică pe 32 de biți. Ultima arhitectură ARMv8-A oferă trecerea la 64 de biți pentru spațiul de adrese și operațiile aritmetice. Instrucțiunile dispozitivelor ARM actuale sunt pe 32 de biți, dar există și un set de instrucțiuni de lungime variabilă - ARM Thumb - care oferă instrucțiuni
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
arhitectura Intel x86. Nucleele ARM actuale dispun de magistrale de date și de memorie pe 32 de biți, ceea ce înseamnă un spațiu de adrese de 4Gbytes și aritmetică pe 32 de biți. Ultima arhitectură ARMv8-A oferă trecerea la 64 de biți pentru spațiul de adrese și operațiile aritmetice. Instrucțiunile dispozitivelor ARM actuale sunt pe 32 de biți, dar există și un set de instrucțiuni de lungime variabilă - ARM Thumb - care oferă instrucțiuni pe 32 și 16 biți pentru o densitate mai
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de biți, ceea ce înseamnă un spațiu de adrese de 4Gbytes și aritmetică pe 32 de biți. Ultima arhitectură ARMv8-A oferă trecerea la 64 de biți pentru spațiul de adrese și operațiile aritmetice. Instrucțiunile dispozitivelor ARM actuale sunt pe 32 de biți, dar există și un set de instrucțiuni de lungime variabilă - ARM Thumb - care oferă instrucțiuni pe 32 și 16 biți pentru o densitate mai mare a codului. În tabelul alăturat se prezintă evoluția arhitecturilor ARM, nucleele specifice fiecărei versiuni de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
trecerea la 64 de biți pentru spațiul de adrese și operațiile aritmetice. Instrucțiunile dispozitivelor ARM actuale sunt pe 32 de biți, dar există și un set de instrucțiuni de lungime variabilă - ARM Thumb - care oferă instrucțiuni pe 32 și 16 biți pentru o densitate mai mare a codului. În tabelul alăturat se prezintă evoluția arhitecturilor ARM, nucleele specifice fiecărei versiuni de arhitectură, precum și exemple de dispozitive bazate pe aceste nuclee. Pe arhitectura ARM rulează majoritatea sistemelor de operare moderne, de la cele
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
la care caracteristicile principale sunt prețul și consumul de energie cât mai scăzute. Nuclee tipice sunt Cortex M0, M0+, M1, M3, și M4 separate în funcție de nivelul performanțelor și al facilităților oferite. Aceste nuclee se utilizează în microcontrolere pe 32 de biți de performanță și mai puțin ca procesoare independente. Nucleele Cortex-M0 și Cortex-M0+ asigură procesare pe 32 de biți la un consum de energie redus și permit realizarea de microcontrolere relativ ieftine dar de performanțe mult mai bune decât cele consacrate
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
M0+, M1, M3, și M4 separate în funcție de nivelul performanțelor și al facilităților oferite. Aceste nuclee se utilizează în microcontrolere pe 32 de biți de performanță și mai puțin ca procesoare independente. Nucleele Cortex-M0 și Cortex-M0+ asigură procesare pe 32 de biți la un consum de energie redus și permit realizarea de microcontrolere relativ ieftine dar de performanțe mult mai bune decât cele consacrate pe 8 / 16 biți. Dezvoltarea lor accelerată din ultimul timp contribuie la reducerea treptată și la eliminarea în
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
mai puțin ca procesoare independente. Nucleele Cortex-M0 și Cortex-M0+ asigură procesare pe 32 de biți la un consum de energie redus și permit realizarea de microcontrolere relativ ieftine dar de performanțe mult mai bune decât cele consacrate pe 8 / 16 biți. Dezvoltarea lor accelerată din ultimul timp contribuie la reducerea treptată și la eliminarea în viitor a arhitecturilor de microcontrolere mai vechi, de genul Intel 8051. Structura unui nucleu Cortex M0 este prezentat în figura 2.37, iar a nucleului Cortex-M0
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
M3 se regăsesc în ofertele multor fabricanți de semiconductoare (ST Microelectronics, Atmel, Freescale, Texas Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 59 Instrumentsă la un preț tot mai apropiat de microcontrolerele pe 8 biți ale căror principale competitoare sunt. O structură tipică de dispozitiv bazat pe nucleul Cortex-R4 este microcontrolerul cu siguranță sporită în funcționare Texas Instruments Hercules RM4x([61]Ă. Acest dispozitiv este destinat aplicațiilor critice medicale și de control industrial (automatizări industriale
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
media playereă. 2.4. Arhitecturi reprezentative de microcontrolere La ora actuală există pe piață o gamă foarte largă de arhitecturi de microcontrolere ale diverșilor producători de semiconductoare, dar am ales pentru exemplificare patru arhitecturi reprezentative de microcontrolere de 8 / 16 biți: Intel 8051, Atmel AVR, Microchip PIC și Texas Instruments MSP430. Arhitectura Intel MCS-51 Arhitectura Intel MCS 51 a reprezentat prima arhitectură de microcontroler cu un succes comercial deosebit, asigurat de performanțele bune pentru anul 1981 ale microcontrolerului Intel 8051. Un
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
standard. Din caracteristicile circuitului 8051 pot fi menționate: 256 bytes memorie RAM pentru date maxim 32Kbytes ROM pentru program posibilitatea accesării memoriei externe (maxim 64KĂ 2 module timer temporizator/numărător 12 cicli de tact per instrucțiune 4 porturi pe 8 biți interfață serială full-duplex compatibilitate la nivel de instrucțiuni cu microprocesorul Intel 8085 în funcție de producător pot exista versiuni cu memorie flash Figura 2.44 Structura internă a microcontrolerului Intel 8051 Microcontrolerele 8051 permit extinderea memoriei de date și de program prin
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
este relativ depășită, iar cota de piață a acestei familii de microcontrolere este în permanentă scădere. Demn de remarcat este faptul că un producător major de dispozitive compatibile 8051, NXP / Philips, a renunțat în 2012 la fabricarea microcontrolerelor pe 8 biți, în speță familia 8051. Unul dintre motive a fost, probabil, faptul că microcontrolerele ARM Cortex M0+ oferă performanțe net superioare la prețuri care încep să concureze cu cele ale dispozitivelor 8051. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
la prețuri care încep să concureze cu cele ale dispozitivelor 8051. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 62 Arhitectura Atmel AVR Familia de microcontrolere Atmel AVR oferă o arhitectură RISC pe 8 biți cu memorii și magistrale separate de date și de instrucțiuni (arhitectură Harvardă, un set de 32 de registre de uz general și execuția instrucțiunilor în mod pipe-line pe un nivel - în timp ce o instrucțiune este în execuție, se extrage din memorie
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
în mod pipe-line pe un nivel - în timp ce o instrucțiune este în execuție, se extrage din memorie codul următoarei instrucțiuni. În figura alăturată se prezintă structura unui microcontroler din această familie. Figura 2.47 Arhitectura generală a unui microcontroler pe 8 biți Atmel AVR Microcontrolerele AVR dispun de cantități mari de memorie de program flash integrată, memorie RAM de date, precum și o selecție largă de dispozitive periferice integrate. Structura unui microcontroler cu set extins de periferice integrate, ATMega 2560, este prezentată în
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
aceste dispozitive. Printre dezavantaje se pot număra viteza relativ mică, moduri de consum redus nu la fel de performante ca la produsele concurenței și prețul ceva mai mare al dispozitivelor. Arhitectura Microchip PIC Microcontrolerele Microchip PIC sunt printre primele microcontrolere pe 8 biți cu memorie flash existente pe piață. Suportul excelent din partea producătorului și gama largă de modele în capsule SMD dar și THT - DIP cu 14...40 de pini au contribuit la popularitatea deosebită a lor. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
existența variantelor cu gamă extinsă de temperatură, -40...125oC, pentru aplicații în industria automobilului. Microcontrolerele Microchip sunt împărțite pe mai multe familii, în funcție de aplicația Țintă -: PIC10, PIC12 și PCI16 pentru aplicații simple, sunt microcontrolere având cuvântul de date pe 8 biți, iar instrucțiunile sunt pe 12/14 biți; PIC18 sunt microcontrolere cu performanțe îmbunătățite, cu instrucțiuni pe 16 biți; PIC24 și dsPIC sunt microcontrolere pe 16 biți cu arhitectură complet îmbunătățită și cu un set mult mai bogat de periferice integrate
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
-40...125oC, pentru aplicații în industria automobilului. Microcontrolerele Microchip sunt împărțite pe mai multe familii, în funcție de aplicația Țintă -: PIC10, PIC12 și PCI16 pentru aplicații simple, sunt microcontrolere având cuvântul de date pe 8 biți, iar instrucțiunile sunt pe 12/14 biți; PIC18 sunt microcontrolere cu performanțe îmbunătățite, cu instrucțiuni pe 16 biți; PIC24 și dsPIC sunt microcontrolere pe 16 biți cu arhitectură complet îmbunătățită și cu un set mult mai bogat de periferice integrate; PIC32 sunt microcontrolere pe 32 de biți
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
pe mai multe familii, în funcție de aplicația Țintă -: PIC10, PIC12 și PCI16 pentru aplicații simple, sunt microcontrolere având cuvântul de date pe 8 biți, iar instrucțiunile sunt pe 12/14 biți; PIC18 sunt microcontrolere cu performanțe îmbunătățite, cu instrucțiuni pe 16 biți; PIC24 și dsPIC sunt microcontrolere pe 16 biți cu arhitectură complet îmbunătățită și cu un set mult mai bogat de periferice integrate; PIC32 sunt microcontrolere pe 32 de biți bazate pe nucleul MIPS32 M4K și au performanțe extrem de mari, specifice
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
PIC12 și PCI16 pentru aplicații simple, sunt microcontrolere având cuvântul de date pe 8 biți, iar instrucțiunile sunt pe 12/14 biți; PIC18 sunt microcontrolere cu performanțe îmbunătățite, cu instrucțiuni pe 16 biți; PIC24 și dsPIC sunt microcontrolere pe 16 biți cu arhitectură complet îmbunătățită și cu un set mult mai bogat de periferice integrate; PIC32 sunt microcontrolere pe 32 de biți bazate pe nucleul MIPS32 M4K și au performanțe extrem de mari, specifice procesoarelor pe 32 de biți; Structura unui microcontroler
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
biți; PIC18 sunt microcontrolere cu performanțe îmbunătățite, cu instrucțiuni pe 16 biți; PIC24 și dsPIC sunt microcontrolere pe 16 biți cu arhitectură complet îmbunătățită și cu un set mult mai bogat de periferice integrate; PIC32 sunt microcontrolere pe 32 de biți bazate pe nucleul MIPS32 M4K și au performanțe extrem de mari, specifice procesoarelor pe 32 de biți; Structura unui microcontroler mediu din această familie, PIC18F4550, este prezentată în figura alăturată. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
microcontrolere pe 16 biți cu arhitectură complet îmbunătățită și cu un set mult mai bogat de periferice integrate; PIC32 sunt microcontrolere pe 32 de biți bazate pe nucleul MIPS32 M4K și au performanțe extrem de mari, specifice procesoarelor pe 32 de biți; Structura unui microcontroler mediu din această familie, PIC18F4550, este prezentată în figura alăturată. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 65 Figura 2.49 Structura microcontrolerului PIC18F4550 Printre dezavantaje se pot enumera organizarea
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 66 Arhitectura Texas Instruments MSP430 Microcontrolerele familiei Texas Instruments MSP430 sunt optimizate pentru consum redus și aplicații portabile de procesare de semnal și senzorică. Dispun de o arhitectură pe 16 biți simplă și eficientă, cu magistrală comună de date și instrucțiuni (von Neuman viteză mai mică dar structură simplă ce permite moduri de adresare suplimentareă. Arhitectura permite programarea eficientă în C și portarea facilă a codului la schimbarea dispozitivului în cadrul familiei
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
comunicație seriale, porturi I/O, circuite de comandă a afișoarelor LCD, circuite supervizoare ale tensiunii de alimentare, comparatoare, module dedicate anumitor aplicații de metrologie). Câteva din caracteristicile importante ale acestei familii sunt: -arhitectură cu set restrâns de instrucțiuni pe 16 biți optimizată pentru programare în limbaj de nivel înalt și consum redus; -tensiune de alimentare de nivel scăzut: 1.8 .. 3.6V; -consum redus: 330uA la 1MHz în mod activ; -memorie de program tip flash reprogramabilă în timpul funcționării; -port JTAG de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]