Однокристальные микроконтроллеры

Однокристальные микроконтроллеры — функционально законченный МПК, реализованный в виде одной СБИС (сверх-БИС). ОМК включает процессор, ОЗУ, ПЗУ, порты ввода/вывода для подключения внешних устройств, модули ввода аналогового сигнала АЦП, таймеры, контроллеры прерывания, контроллеры различных интерфейсов и т. д. Простейший ОМК представляет собой БИС площадью не более 1 и всего с восемью выводами.

Классификация ОМК

1. Периферийные (интерфейсные) ОМК предназначен для реализации простейших МП систем управления. Имеют малую производительность и малые габаритные размеры. В частности может использоваться периферийными устройствами ЭВМ (клавиатура, мышь и т. п.). К ним относятся: PIC — Micro Chip, VPS — 42 (Intel).
2. Универсальные 8-разрядные ОМК предназначены для реализации МП систем малой и средней производительности. Имеют простую систему команд и большую номенклатуру встроенных устройств. Основные типы: MSC — 51 (Intel), Motorola HC05 — HC012 и др.
3. Универсальный 16-разрядный ОМК. Предназначен для реализации систем реального времени средней производительности. Структура и система команд нацелены на скорейшую реакцию на внешние события. Наибольшее использование имеют в системах управления электродвигателями (мехатронные системы).
4. Специализированные 32-разрядные ОМК реализуют высокопроизводительную ARM архитектуру и предназначены для систем телефонии, передачи информации, телевидения и других, требующие высокоскоростной обработки информации. К типовым 16-разрядным ОМК относятся: MSC96/196/296 (Intel), C161-C167 (Siemens, Infineon), HC16 Motorola и др.
5. Цифровые сигнальные процессоры (DSP — Digital Signal Processor) предназначены для сложной математической обработки измеряемых сигналов в режиме реального времени. Широко используются в телефонии и связи. Основные отличия DSP: повышенная разрядность обрабатываемых слов (16,32,64 бита) и высокая скорость в формате с плавающей точкой (16 flops).Производители: Texas Instruments (TMS 320 и др.), Analog Device (ADSP 2181 и др.).

Основные архитектуры процессоров ОМК

В современных ОМК применяются следующие архитектуры процессоров :

• RISC — (Reduce Instruction Set Commands) архитектура с сокращенным набором команд.
• CISC — (Complex Instruction Set Commands) традиционная архитектура с расширенным набором команд.
• ARM — (Advanced RISC — machine) усовершенствованная RISC архитектура.

Главная задача RISC архитектуры обеспечение наивысшей производительности процессора. Её отличительными чертами является:

• малое число команд процессора (несколько десятков);
• каждая команда выполняется за минимальное время (1-2 машинных цикла, такта).
• максимально возможное число регистров общего назначения процессора (несколько тысяч);
• увеличенная разрядность процессора (12,14,16 бит).

Современная RISC архитектура включает, как правило, только последние 3 пункта, так как за счет повешенной плотности компоновки БИС стало возможным реализовать большое количество команд.

В современных 32-разрядных ОМК используют ARM архитектуру (расширенная RISC архитектура с суперсокращением команд ТНUМВ).

См. также

• Микроконтроллер

Cсылки

Что такое микроконтроллер