NUC975DK61Y – Geïntegreerde stroombane, ingebedde, mikrobeheerders – NUVOTON Technology Corporation

1 Mikrobeheerder definisie

Aangesien die mikrobeheerder die rekenkundige logika-eenheid, geheue, tydhouer/sakrekenaar, en verskeie / O stroombane, ens. geïntegreer is in 'n skyfie, wat 'n basiese volledige rekenaarstelsel vorm, staan ​​dit ook bekend as 'n enkelskyfie mikrorekenaar.

Die program in die mikrobeheerdergeheue wat nou saam met die mikrobeheerder hardeware en perifere hardeware stroombane gebruik word, word onderskei van die sagteware van die rekenaar, en word die mikrobeheerderprogram as firmware genoem.Oor die algemeen is 'n mikroverwerker 'n SVE op 'n enkele geïntegreerde stroombaan, terwyl 'n mikrobeheerder 'n SVE, ROM, RAM, VO, timer, ens. alles op 'n enkele geïntegreerde stroombaan is.In vergelyking met SVE, het mikrobeheerder nie so kragtige rekenaarkrag nie, en het dit ook nie MemoryManaaement Unit nie, wat maak dat mikrobeheerder slegs 'n paar relatief enkele en eenvoudige beheer-, logika- en ander take kan hanteer, en dit word wyd gebruik in toerustingbeheer, sensorseinverwerking en ander velde, soos sommige huishoudelike toestelle, industriële toerusting, elektriese gereedskap, ens.

2 Die samestelling van die mikrobeheerder

Die mikrobeheerder bestaan ​​uit verskeie dele: sentrale verwerker, geheue en toevoer/afvoer:

-Sentrale verwerker:

Die sentrale verwerker is die kernkomponent van die MCU, insluitend die twee hoofdele van die operateur en kontroleerder.

-Operateur

Die operateur bestaan ​​uit rekenkundige en logiese eenheid (ALU), akkumulator en registers, ens. Die rol van ALU is om rekenkundige of logiese bewerkings op die inkomende data uit te voer.Die ALU is in staat om die grootte van hierdie twee data op te tel, af te trek, te pas of te vergelyk, en uiteindelik die resultaat in die akkumulator te stoor.

Die operateur het twee funksies:

(1) Om verskeie rekenkundige bewerkings uit te voer.

(2) Om verskeie logiese bewerkings uit te voer en om logiese toetse uit te voer, soos 'n nulwaardetoets of 'n vergelyking van twee waardes.

Alle bewerkings wat deur die operateur uitgevoer word, word gerig deur beheerseine van die kontroleerder, en terwyl 'n rekenkundige bewerking 'n rekenkundige resultaat lewer, lewer 'n logiese bewerking 'n uitspraak.

- Beheerder

Die beheerder is saamgestel uit programteller, instruksieregister, instruksie-dekodeerder, tydsberekeninggenerator en operasiebeheerder, ens. Dit is die "besluitnemende liggaam" wat bevele uitreik, dit wil sê koördineer en rig die werking van die hele mikrorekenaarstelsel.Sy hooffunksies is:

(1) Om 'n instruksie uit die geheue te haal en die ligging van die volgende instruksie in die geheue aan te dui.

(2) Om die instruksie te dekodeer en te toets en die ooreenstemmende werkingsbeheersein te genereer om die uitvoering van die gespesifiseerde aksie te vergemaklik.

(3) Lei en beheer die rigting van datavloei tussen die SVE, geheue en invoer- en uitvoertoestelle.

Die mikroverwerker verbind die ALU, tellers, registers en beheerafdeling met mekaar deur die interne bus, en verbind met die eksterne geheue en inset/uitset-koppelvlakkringe deur die eksterne bus.Die eksterne bus, ook genoem die stelselbus, word verdeel in die databus DB, adresbus AB en beheerbus CB, en is deur die inset/uitset-koppelvlakkring aan verskeie randtoestelle gekoppel.

-Geheue

Geheue kan in twee kategorieë verdeel word: datageheue en programgeheue.

Datageheue word gebruik om data te stoor en programberging word gebruik om programme en parameters te stoor.

-Invoer / Uitset - Koppeling of bestuur van verskillende toestelle

Seriële kommunikasiepoorte - ruil data uit tussen MCU en verskillende randapparatuur, soos UART, SPI, 12C, ens.

3 Mikrobeheerder klassifikasie

Wat die aantal bisse betref, kan mikrobeheerders geklassifiseer word in: 4-bis, 8-bis, 16-bis en 32-bis.In praktiese toepassings maak 32-bis 55%, 8-bis 43%, 4-bis 2% en 16-bis 1%

Dit kan gesien word dat 32-bis en 8-bis mikrobeheerders vandag die mees gebruikte mikrobeheerders is.
Die verskil in die aantal bisse verteenwoordig nie die goeie of slegte mikroverwerkers nie, nie hoe hoër die aantal bisse hoe beter die mikroverwerker nie, en nie hoe laer die aantal bisse nie, hoe slegter is die mikroverwerker

8-bis MCU's is veelsydig;hulle bied eenvoudige programmering, energiedoeltreffendheid en klein pakketgrootte (sommige het net ses penne).Maar hierdie mikrobeheerders word nie tipies vir netwerk- en kommunikasiefunksies gebruik nie.

Die mees algemene netwerkprotokolle en kommunikasiesagtewarestapels is 16- of 32-bis.Kommunikasie-randapparatuur is beskikbaar vir sommige 8-bis-toestelle, maar 16- en 32-bis MCU's is dikwels die doeltreffender keuse.Nietemin word 8-bis MCU's tipies gebruik vir 'n verskeidenheid beheer-, waarnemings- en koppelvlaktoepassings.

Argitektonies kan mikrobeheerders in twee kategorieë verdeel word: RISC (Reduced Instruction Set Computers) en CISC (Complex Instruction Set Computers).

RISC is 'n mikroverwerker wat minder tipes rekenaarinstruksies uitvoer en het in die 1980's ontstaan ​​met die MIPS-hoofraamwerk (dws RISC-masjiene), en die mikroverwerkers wat in RISC-masjiene gebruik word, word gesamentlik RISC-verwerkers genoem.Op hierdie manier is dit in staat om bedrywighede teen 'n vinniger tempo uit te voer (miljoene meer instruksies per sekonde, of MIPS).Omdat rekenaars bykomende transistors en stroombaanelemente benodig om elke instruksietipe uit te voer, hoe groter die rekenaarinstruksiestel maak die mikroverwerker meer kompleks en voer bewerkings stadiger uit.

CISC bevat 'n ryk stel mikro-instruksies wat die skepping van programme wat op die verwerker loop vereenvoudig.Die instruksies is saamgestel uit samestellende taal, en sommige algemene funksies wat oorspronklik deur sagteware geïmplementeer is, word eerder deur hardeware-instruksiestelsel geïmplementeer.Die programmeerder se werk word dus baie verminder, en sommige laer-orde bewerkings of bewerkings word gelyktydig in elke instruksieperiode verwerk om die uitvoeringspoed van die rekenaar te verhoog, en hierdie stelsel word komplekse instruksiestelsel genoem.

4 Opsomming

'N Ernstige uitdaging vir vandag se motor elektroniese ingenieurs is om 'n lae-koste, probleemvrye, en selfs in die geval van 'n mislukking kan werk motor stelsels te bou, in die motor prestasie geleidelik verbeter op die oomblik, word verwag dat mikrobeheerders die werkverrigting verbeter van motor elektroniese beheer eenhede.