Микропроцессорная система какого типа разрабатывается чаще всего?
- разработка не требуется, используются готовые системы
- компьютер
- микрокомпьютер
- (Правильный ответ) микроконтроллер
Микропроцессорная система какого типа не обеспечивает управление внешними устройствами?
- компьютер
- контроллер
- (Правильный ответ) все типы обеспечивают управление внешними устройствами
- микроконтроллер
Какая структура шин адреса и данных обеспечивает большее быстродействие?
- (Правильный ответ) немультиплексированная
- быстродействие от структуры не зависит
- двунаправленная
- мультиплексированная
Какой тип обмена обеспечивает гарантированную передачу информации любому исполнителю?
- синхронный и асинхронный
- ни синхронный, ни асинхронный
- (Правильный ответ) асинхронный
- синхронный
Что такое операнд?
- (Правильный ответ) код данных
- адрес данных
- адрес адреса данных
- адрес команды
- код команды
Какой метод адресации предполагает размещение операнда внутри выполняемой программы?
- абсолютная адресация
- операнд всегда находится внутри программы
- косвенная адресация
- (Правильный ответ) непосредственная адресация
- регистровая адресация
К какой группе относятся команды сдвига кодов?
- (Правильный ответ) логические команды
- команды управления процессором
- арифметические команды
- команды пересылки
- команды переходов
Какие команды не формируют выходной операнд?
- арифметические команды
- логические команды
- команды сдвигов
- команды пересылки
- (Правильный ответ) команды переходов
Чем ограничена глубина вложений циклов вызова подпрограмм в микроконтроллере?
- разрядностью счетчика команд
- (Правильный ответ) глубиной стека
- объемом памяти программ
- объемом памяти данных
Сколько раз можно изменить содержимое памяти программ на основе ПЗУ масочного типа?
- около 1000 раз
- (Правильный ответ) один раз на стадии изготовления МК
- одни раз на стадии программирования пользователем
- неограниченное число раз
Какой параметр выходного сигнала изменяется при широтно-импульсной модуляции?
- (Правильный ответ) скважность
- уровень логической « 1 »
- уровень логического « 0 »
- частота
Какой тип логической функции позволяет реализовать объединение «квазидвунаправленных» выходов микроконтроллера?
- константа « 1 «
- « ИЛИ «
- сложение по модулю 2
- (Правильный ответ) « И «
Как зависит ток потребления микроконтроллера от напряжения питания?
- квадратично
- не зависит
- (Правильный ответ) приблизительно линейно
- обратно пропорционально
Где хранятся биты признаков результата операций микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х?
- в регистре таймера/счетчика
- в регистре OPTION
- в регистре INTCON
- (Правильный ответ) в регистре STATUS
Какова разрядность таймера/счетчика TMR0 микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х?
Что дает двухступенчатый конвейер исполнения команд в PIC-микроконтроллерах?
- возможность удвоения тактовой частоты
- возможность динамического предсказания переходов
- возможность параллельного исполнения двух команд
- (Правильный ответ) возможность одновременной выборки и исполнения команд
Где хранится указатель адреса при косвенной адресации данных в микроконтроллерах подгруппы PIC16F8Х?
- в регистре STATUS
- в регистре PCLATH
- (Правильный ответ) в регистре FSR
- недоступен пользователю
Какой бит определяет режим работы таймера/счетчика микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х?
- бит TO регистра STATUS
- бит T0IE регистра INTCON
- бит PSA регистра OPTION
- (Правильный ответ) бит T0CS регистра OPTION
Какой бит определяет режим использования предделителя микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х?
- (Правильный ответ) бит PSA регистра OPTION
- бит TO регистра STATUS
- бит T0CS регистра OPTION
- бит T0IE регистра INTCON
Где хранится информация о содержимом пределителя микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х?
- в регистре OPTION
- (Правильный ответ) недоступна
- в регистре TMR0
- в регистре FSR
Где хранятся биты конфигурации микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х?
- в регистре EEDATA
- в регистре OPTION
- в регистре INTCON
- (Правильный ответ) в энергонезависимой памяти данных
Какие команды микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х используются для организации условных переходов в программе?
- команды RETFIE и RETLW k
- команды CALL k и GOTO k
- (Правильный ответ) команды DECFSZ f , d , INCFSZ f , d , BTFSC f , b и BTFSS f , b
- любая команда
Какие команды микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х могут изменить все биты состояния?
- (Правильный ответ) команды ADDWF f , d , SUBWF f , d , ADDLW k и SUBLW k
- любая команда
- команды ANDWF f , d и IORWF f , d
- команды CALL k и SLEEP
Что такое «виртуальное» периферийное устройство МК?
- периферийный модуль, находящийся в стадии разработки
- периферийный модуль, поставляемый только на заказ
- периферийный модуль с изменяемыми режимами работы
- (Правильный ответ) периферийный модуль, реализованный программными средствами
Что такое «текстовая строка» в ассемблере MPASM ?
- (Правильный ответ) последовательность любых допустимых ASCII символов, заключенная в двойные кавычки и длиной до 132 колонок
- последовательность любых допустимых ASCII символов, заключенная между точками с запятой, длиной до 132 колонок
- последовательность любых допустимых ASCII символов, заключенная между тире, длиной в пределах 80 колонок
- последовательность любых допустимых ASCII символов, заключенная в двойные кавычки, длиной в пределах 80 колонок
К какой шине персонального компьютера подключается больше всего устройств?
- (Правильный ответ) к системной шине
- к шине памяти
- к локальной шине
- к шине AGP
- к каждой шине подключается по одному устройству
Какая функция не выполняется программой из ROM BIOS?
- начальная загрузка операционной системы с диска
- (Правильный ответ) ускорение обмена с системной памятью
- самотестирование компьютера
- поддержка обмена с системными устройствами
- задание текущих базовых параметров аппаратуры компьютера
Какой сигнал используется для организации асинхронного обмена по магистрали ISA ?
- I/O CS16
- SBHE
- AEN
- I/O CH CK
- (Правильный ответ) I/O CH RDY
Выберите неверное утверждение:
- (Правильный ответ) PCI — немультиплексированная шина
- количество слотов шины PCI мало
- PCI — быстродействующая шина
- на шине PCI возможен синхронный и асинхронный обмен
- на шине PCI предусмотрена автоконфигурация
Какое значение сигнала считывается при вводе данных с порта микроконтроллера?
- содержимое триггера регистра управления
- логическое « И » над содержимым триггера данных и значением сигнала на внешнем выводе МК
- (Правильный ответ) значение сигнала на внешнем выводе МК
- содержимое триггера данных
В какое состояние переходят порты ввода/вывода PIC-микроконтроллеров по умолчанию (после сброса)?
- в состояние вывода логического « 0 »
- в состояние вывода логической « 1 »
- в третье (высокоимпедансное) состояние
- (Правильный ответ) в состояние ввода
Какой режим обмена используется чаще всего?
- (Правильный ответ) программный обмен
- обмен по прямому доступу к памяти
- обмен по прерываниям
- все режимы используются одинаково часто
Какие действия выполняет команда CLRWDT системы команд микроконтроллеров подгруппы PIC16F8Х?
- сбрасывает контроллер
- сбрасывает в 0 содержимое сторожевого таймера
- (Правильный ответ) сбрасывает в 0 содержимое сторожевого таймера и пределителя (если он используется)
- сбрасывает в 0 содержимое счетчика команд
Что входит в транзакцию на шине PCI ?
- одна или несколько фаз пересылки данных
- фаза адреса
- запрос и предоставление прерывания
- полный процесс автоконфигурации
- (Правильный ответ) фаза адреса и несколько фаз пересылки данных
Как компьютер узнает об отсутствии бумаги в принтере при использовании Centronics?
- (Правильный ответ) с помощью специального сигнала от принтера
- компьютер не может узнать об отсутствии бумаги
- принтер выдает особую комбинацию нескольких сигналов
- принтер долго не дает разрешения на обмен
- компьютер посылает специальный запрос о наличии бумаги
Какой тип обмена используется в системной магистрали ISA ?
- асинхронный
- мультиплексированный
- синхронный
- (Правильный ответ) синхронный с возможностью асинхронного обмена
Что определяет директива EQU ассемблера MPASM ?
- (Правильный ответ) ассемблерную константу
- равенство переменных
- начальный адрес программы
- метку замены текста
Что устанавливается на системной плате компьютера?
- системная память и контроллер дисплея
- слоты всех шин и внешние разъемы компьютера
- (Правильный ответ) основные узлы компьютера и слоты расширения
- процессор и некоторые контроллеры
- контроллер дисплея и контроллер локальной сети
Какой основной недостаток у памяти DRAM?
- большой ток потребления
- (Правильный ответ) невысокое быстродействие
- высокая цена
- малый объем памяти на одну микросхему
- память DRAM — наилучшая по всем параметрам
Что слабее других влияет на процесс обмена сигналами по магистрали?
- нельзя сказать однозначно
- радиальное прерывание
- прямой доступ к памяти
- (Правильный ответ) векторное прерывание
К какой группе команд относятся команды работы со стеком?
- арифметические команды
- (Правильный ответ) команды пересылки
- к отдельной группе
- команды переходов
- логические команды
АЦП какого типа чаще всего используют в составе микроконтроллера?
- (Правильный ответ) последовательного приближения
- на основе преобразователей напряжение-частота
- параллельные
- интегрирующие
Похожие ответы, выполненные работы
2020весна ЦУиМП 02 Энергонезависимая память
Внутренняя память компьютера
- Лабораторная работа по дисциплине…
- Лабораторная работа по дисциплине…
- Лабораторная работа по дисциплине…
- Архитектура микропроцессоров
- Введение в цифровую схемотехнику
- Лабораторная работа по дисциплине…
- Дисциплина «Устройства генерирования и формирования…
- Рабочая тетрадь по дисциплине «Психология…
- Помощь с заданием по праву для ИИТ, пример оформления
- Принципы построения и функционирования ЭВМ
или напишите нам прямо сейчас
Оставить комментарий
Inna Petrova 18 минут назад
Нужно пройти преддипломную практику у нескольких предметов написать введение и отчет по практике так де сдать 4 экзамена после практики
Иван, помощь с обучением 25 минут назад
Коля 2 часа назад
Здравствуйте, сколько будет стоить данная работа и как заказать?
Иван, помощь с обучением 2 часа назад
Инкогнито 5 часов назад
Сделать презентацию и защитную речь к дипломной работе по теме: Источники права социального обеспечения. Сам диплом готов, пришлю его Вам по запросу!
Иван, помощь с обучением 6 часов назад
Василий 12 часов назад
Здравствуйте. ищу экзаменационные билеты с ответами для прохождения вступительного теста по теме Общая социальная психология на магистратуру в Московский институт психоанализа.
Иван, помощь с обучением 12 часов назад
Анна Михайловна 1 день назад
Нужно закрыть предмет «Микроэкономика» за сколько времени и за какую цену сделаете?
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Сергей 1 день назад
Здравствуйте. Нужен отчёт о прохождении практики, специальность Государственное и муниципальное управление. Планирую пройти практику в школе там, где работаю.
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Инна 1 день назад
Добрый день! Учусь на 2 курсе по специальности земельно-имущественные отношения. Нужен отчет по учебной практике. Подскажите, пожалуйста, стоимость и сроки выполнения?
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Студент 2 дня назад
Здравствуйте, у меня сегодня начинается сессия, нужно будет ответить на вопросы по русскому и математике за определенное время онлайн. Сможете помочь? И сколько это будет стоить? Колледж КЭСИ, первый курс.
Иван, помощь с обучением 2 дня назад
Ольга 2 дня назад
Требуется сделать практические задания по математике 40.02.01 Право и организация социального обеспечения семестр 2
Иван, помощь с обучением 2 дня назад
Вика 3 дня назад
сдача сессии по следующим предметам: Этика деловых отношений — Калашников В.Г. Управление соц. развитием организации- Пересада А. В. Документационное обеспечение управления — Рафикова В.М. Управление производительностью труда- Фаизова Э. Ф. Кадровый аудит- Рафикова В. М. Персональный брендинг — Фаизова Э. Ф. Эргономика труда- Калашников В. Г.
Иван, помощь с обучением 3 дня назад
Игорь Валерьевич 3 дня назад
здравствуйте. помогите пройти итоговый тест по теме Обновление содержания образования: изменения организации и осуществления образовательной деятельности в соответствии с ФГОС НОО
Иван, помощь с обучением 3 дня назад
Вадим 4 дня назад
Пройти 7 тестов в личном кабинете. Сооружения и эксплуатация газонефтипровод и хранилищ
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Кирилл 4 дня назад
Нашел у вас на сайте задачу, какая мне необходима, можно узнать стоимость?
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Oleg 4 дня назад
Требуется пройти задания первый семестр Специальность: 10.02.01 Организация и технология защиты информации. Химия сдана, история тоже. Сколько это будет стоить в комплексе и попредметно и сколько на это понадобится времени?
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Валерия 5 дней назад
ЗДРАВСТВУЙТЕ. СКАЖИТЕ МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ПОМОЧЬ С ВЫПОЛНЕНИЕМ практики и ВКР по банку ВТБ. ответьте пожалуйста если можно побыстрее , а то просто уже вся на нервяке из-за этой учебы. и сколько это будет стоить?
Иван, помощь с обучением 5 дней назад
Инкогнито 5 дней назад
Здравствуйте. Нужны ответы на вопросы для экзамена. Направление — Пожарная безопасность.
Иван, помощь с обучением 5 дней назад
Иван неделю назад
Защита дипломной дистанционно, «Синергия», Направленность (профиль) Информационные системы и технологии, Бакалавр, тема: «Автоматизация приема и анализа заявок технической поддержки
Иван, помощь с обучением неделю назад
Дарья неделю назад
Необходимо написать дипломную работу на тему: «Разработка проекта внедрения CRM-системы. + презентацию (слайды) для предзащиты ВКР. Презентация должна быть в формате PDF или формате файлов PowerPoint! Институт ТГУ Росдистант. Предыдущий исполнитель написал ВКР, но работа не прошла по антиплагиату. Предыдущий исполнитель пропал и не отвечает.
Есть его работа, которую нужно исправить, либо переписать с нуля.
Иван, помощь с обучением неделю назад
Источник: the-distance.ru
3.8. Программирование мпс
Для изучения темы следует воспользоваться рекомендуемой литературой /1 с.228-276 / и овладеть пониманием следующих вопросов. Программирование МПС на языке Ассемблера. Основные понятия: машинный язык, объектная программа, мнемоника, ассемблирующая программа, программы трансляторы, интерпретаторы, компиляторы. Достоинства и недостатки языка Ассемблер. Алфавит языка Ассемблер.
Структура программы и формат оператора языка Ассемблера. Командная строка. Директивы. Формат ассемблерных строк: с фиксированными полями, со свободными полями. Ассемблерная строка. Поле метки, поле мнемоники, поле операндов, поле комментария.
Назначение, требования при оформлении. Директивы Ассемблера. Основной набор директив: ORG, ЕQU, SET, DB, DW, DS
Вопросы для самопроверки
1.Каковы особенности программирования на машинном языке (в машинных кодах) для однокристального МП? Какой используется формат бланка программы? Назовите достоинства и недостатки программирования на машинном языке.
2.Что такое язык Ассемблера? Какие поля выделяются в строке Ассемблера?
3.Что такое метка в Ассемблере? Как она используется?
4. Какие существуют способы задания операндов в Ассемблере?
5.Какова специфика использования выражений в Ассемблере?
6.Что такое псевдокоманды (директивы) Ассемблера? Какие основные псевдокоманды используются в Ассемблере?
7.Что такое макрокоманды Ассемблера? Как они формируются и используются?
8. .Программирование на языках высокого уровня. Прикладные программы. Средства разработки программ для МПУ. Ассемблеры, компиляторы, редакторы, загрузчики, мониторы, отладчики. Средства автоматизации программирования.
Резидентные и кроссистемы.
3.9. Восьмиразрядные микроконтроллеры
Для изучения темы следует воспользоваться рекомендуемой литературой /1 с.276-363, 6 с.119-130 / и овладеть пониманием следующих вопросов. Обзор 8-разрядных микроконтроллеров. Характеристики. Достоинства контроллеров. Структура современных восьмиразрядных микроконтроллеров.
Базовый функциональный блок (процессорное ядро), изменяемый функциональный блок, состав и назначение. Организация памяти. Система команд.
Вопросы для самопроверки
1. Какие преимущества даёт модульная организация микроконтроллера?
2. Что отличает процессоры с RISC-архитектурой от процессоров с CISC-архитектурой?
3. Какая память не изменяет своего содержимого в ходе выполнения программы?
4. Каков типичный объём памяти данных микроконтроллера?
5.Какие возможности отсутствуют при использовании микроконтроллеров с «закрытой архитектурой»?
6.Какое типичное соотношение между требуемыми объёмами памяти программ и данных микроконтроллера?
7.сколько раз можно изменить содержимое памяти программ на основе ПЗУ масочного типа?
8.Чем ограничена глубина вложений циклов вызова подпрограмм в микроконтроллере?
9.Что не входит в состав процессорного ядра микроконтроллера?
10.Какие команды исполняет булевый или битовый процессор микроконтроллера?
11.Какое излучение требуется для изменения содержимого памяти программ на основе ПЗУ типа Flash?
12.При какой минимальной тактовой частоте работы микроконтроллера сохраняется информация в памяти данных?
3.10. Программируемые логические интегральные схемы
Для изучения темы следует воспользоваться рекомендуемой литературой /5 с.328-383 / и овладеть пониманием следующих вопросов. Общие сведения об устройствах с программируемой структурой. Программируемые матричные устройства первого поколения. Базовые матричные кристаллы. Программируемые пользователем вентильные матрицы. Сложные устройства с программируемой структурой.
Программируемые устройства с комбинированной структурой. Программируемые устройства типа «система на кристалле». Тестирование и программирование устройств.
Вопросы для самопроверки
1. Какие причины привели к появлению и интенсивному развитию устройств с программируемой структурой?
2. Элементной базой цифровых и микропроцессорных систем служат комбинационные, последовательностные и запоминающие устройства. Объясните их назначение и назовите новый класс базовых элементов, обладающих широкими функциональными возможностями и их терминологию в русскоязычной и зарубежной литературе?
3.Как классифицируются программируемые устройства по структурному признаку?
4.Как классифицируются программируемые устройства по типу программируемых элементов?
5.Какие основные показатели программируемых устройств?
6.Объяснить общие принципы построения программируемых матричных устройств первого поколения.
7.Что такое программируемые ПЗУ?
8.Что такое программируемая матричная логика?
9.Что такое программируемые логические матрицы?
10.Какие предпосылки появления базовых матричных кристаллов (БМК)?
11.Назовите аббревиатуру базовых матричных кристаллов, принятую в зарубежной литературе.
12.Назовите назначение и основные компоненты БМК.
13.Назовите аббревиатуру базовых матричных кристаллов, принятую в зарубежной литературе.
Источник: studfile.net
Память микроконтроллеров. Регистровая память
Можно выделить три основных вида памяти, используемой в микроконтроллерах:
● память программ, которая представляет собой постоянную память, предназначенную для хранения программного кода и констант. Эта память не изменяет своего содержимого в процессе выполнения программы;
● память данных, предназначенная для хранения переменных (результатов) в ходе выполнения программы;
● регистровая память, состоящая из внутренних регистров микроконтроллера. Рассмотрим особенности каждого из перечисленных видов памяти.
Память программ.
Необходимость такой памяти вызвана тем, что микроконтроллер не содержит таких устройств памяти, как винчестер в компьютере, с которого загружается исполняемая программа. Поэтому код программы должен постоянно храниться в микроконтроллере.
Все типы памяти программ относятся к энергонезависимой памяти, или постоянной памяти (ПЗУ), содержимое которой сохраняется после выключения питания микроконтроллера.
В процессе выполнения программа считывается из этой памяти, а блок управления (дешифратор команд) обеспечивает ее декодирование и выполнение необходимых операций. Содержимое памяти программ не может меняться (перепрограммироваться) во время выполнения программы. Поэтому функциональное назначение микроконтроллера не может измениться, пока содержимое его памяти программ не будет стерто (если это возможно) и перепрограммировано (заполнено новыми командами).
Следует обратить внимание, что разрядность микроконтроллера (8, 16 или 32 бит) указывается в соответствии с разрядностью его шины данных.
Когда говорится, что устройство является 8–разрядным, это означает разрядность данных, которые способен обрабатывать микроконтроллер.
В Гарвардской архитектуре команды могут иметь большую разрядность, чем данные, чтобы дать возможность считывать за один такт целую команду. Например, микроконтроллеры PIC в зависимости от модели используют команды с разрядностью 12, 14 или 16 бит. В микроконтроллерах AVR команда всегда имеет разрядность 16 бит. Однако все эти микроконтроллеры имеют шину данных разрядностью 8 бит.
В устройствах с Принстонской архитектурой разрядность данных обычно определяет разрядность (число линий) используемой шины. В микроконтроллерах Motorola 68НС05 24–разрядная команда размешается в трех 8–разрядных ячейках памяти программ. Для полной выборки такой команды необходимо произвести три цикла считывания этой памяти.
Выделим и рассмотрим пять типов энергонезависимой резидентной памяти, или постоянных запоминающих устройств (ПЗУ), используемых для хранения программ.
Масочная память.
Масочные ПЗУ (Mask–ROMили просто ROM) изготавливаются на этапе производства микроконтроллеров для полностью отлаженной программы. На стеклянном фотошаблоне при использовании программы создается рисунок маски. Полученный фотошаблон с маской используется для формирования соединений между элементами, из которых состоит память программ.
Первые масочные ПЗУ появились в начале 1960–х годов и находят применение до настоящего времени благодаря таким достоинствам как низкая стоимость при массовом производстве изделий и высокая надежность хранения программ.
Недостатки масочных ПЗУ — любое изменение прикладной программы связано со значительными затратами средств и времени на создание нового комплекта фотошаблонов и их внедрение в производство.
Однократно программируемая память.
Эта память (One–Time Program mable ROM — OTPROM ) программируется пользователем и в исходном состоянии содержит ячейки с единичными битами. Программированию подлежат только те ячейки памяти, содержимое которых должно принять значение 0. Для этого на ячейку памяти подают последовательность импульсов повышенного напряжения.
Уровень напряжения, число импульсов и их временные параметры должны строго соответствовать техническим условиям. После записи нуля восстановить единичное значение невозможно. По этой причине память получила название однократно программируемых ПЗУ. Однако следует указать на возможность допрограммирования (не тронутых) ячеек с единичными битами.
Микроконтроллеры с однократно программируемым ПЗУ используются в изделиях, выпускаемых небольшими партиями.
Репрограммируемая память с ультрафиолетовым стиранием.
Ячейка памяти с ультрафиолетовым стиранием (Erasable Programmable ROM — EPROM) представляет собой ЛИПЗМОП (лавинно–инжекционный с плавающим затвором) транзистор. В исходном состоянии (до записи) при обращении к ячейке считывается логическая единица. Программирование памяти сводится к записи в соответствующие ячейки логических нулей. Память ЕР ROM допускают многократное программирование, технология которого подобна технологии однократно программируемых ПЗУ.
Перед каждым сеансом программирования выполняется операция стирания для восстановления исходного состояния ячеек памяти. Для этого в корпусе микроконтроллера предусмотрено специальное окно, которое облучается ультрафиолетовыми лучами. Число сеансов стирания/программирования ПЗУ составляет 25–100 раз при соблюдении технологии программирования (заданные значения питающих напряжений, число и длительность импульсов) и технологии стирания (волновой диапазон источника ультрафиолетового излучения).
Микроконтроллеры с памятью EPROM из–за высокой стоимости применяются в опытных образцах разрабатываемых приложений.
Для уменьшения цены микросхемы EPROM заключают в корпус без окошка (версия EPROM с однократным программированием). Благодаря снижению стоимости версии EPROM часто используются вместо масочно–программируемых ROM.
Репрограммируемая память с электрическим стиранием.
В качестве элемента памяти с электрическим стиранием (Electrically Erasable Pro grammable ROM — EEPROM или E2 PROM) используется транзистор со структурой МНОП (Металл, Нитрид кремния, Окисел кремния, Полупроводник), благодаря чему ПЗУ имеет сравнительно низкую стоимость (по отношению к EPROM) и допускает максимальное число циклов стирания/программирования 10 4 –10 6 . Кроме того, технология программирования памяти EEPROM позволяет реализовать побайтное стирание и побайтное программирование, не снимая контроллер с платы, что позволяет периодически обновлять его программное обеспечение.
Несмотря на указанные достоинства, этот тип памяти не получил широкого распространения для хранения программ по двум причинам:
● ПЗУ типа EEPROM имеют ограниченную емкость;
● появились ПЗУ типа FLASH , которые имеют близкие пользовательские характеристики, но более низкую стоимость.
Память типа FLASH.
Электрически программируемая и электрически стираемая память типа FLASH (FLASH ROM) создавалась как альтернатива между дешевыми однократно программируемыми ПЗУ большой емкости и дорогими EEPROM ПЗУ малой емкости. Память FLASH (как и EEPROM) сохранила возможность многократного стирания и программирования.
Из схемы ПЗУ изъят транзистор адресации каждой ячейки, что, с одной стороны, лишило возможности программировать каждый бит памяти отдельно, с другой стороны, позволило увеличить объем памяти. Поэтому память типа FLASH стирается и программируется страницами или блоками.
Таким образом, функционально FLASH –память мало отличается от EEPROM. Основное отличие состоит в способе стирания записанной информации: если в EEPROM–памяти стирание производится отдельно для каждой ячейки, то во FLASH –памяти — целыми блоками. В микроконтроллерах с памятью EEPROM приходится изменять отдельные участки программы без необходимости перепрограммирования всего устройство.
В настоящее время МК с FLASH начинают вытеснять МК с однократно программируемым (и даже масочным) ПЗУ.
Программирование ПЗУ.
Отметим, что Mask ROM –память программируется только в заводских условиях при изготовлении МК. Память типа OTPROM и EPROM предоставляет разработчику возможности программирования с использованием программатора и источника повышенного напряжения, которые подключаются к соответствующим выводам МК.
Память EEPROM и FLASH относится к многократно программируемой, или репрограммируемой, памяти. Необходимое для стирания/программирования повышенное напряжение питания создается в модулях EEPROM и FLASH –памяти современных контроллеров с помощью встроенных схем усиления напряжения, называемых генераторами накачки. Благодаря реализации программного управления включением и отключением генератора накачки появилась принципиальная возможность осуществить программирование или стирание ячеек памяти FLASH и EEPROM в составе разрабатываемой системы. Такая технология программирования получила название программирования в системе (In System Programming — ISP).
Она не требует специального оборудования (программаторов), благодаря чему сокращаются расходы на программирование. Микроконтроллеры с ISP–памятью могут быть запрограммированы после их установки на плату конечного изделия.
Рассмотрим, как реализуется (и используется) возможность программирования EEPROM–памяти под управлением прикладной программы. Если программу с алгоритмом программирования хранить в отдельном модуле памяти с номинальным питающим напряжением, а EEPROM–память снабдить генераторами накачки, то можно произвести ISP–программирование EEPROM –памяти. Данное обстоятельство делает EEPROM –память идеальным энергонезависимым запоминающим устройством для хранения изменяемых в процессе эксплуатации изделия настроек пользователя. В качестве примера можно привести современный телевизор, настройки каналов которого сохраняются при отключении питания.
Поэтому одной из тенденций совершенствования резидентной памяти 8–разрядных МК стала интеграция на кристалл МК двух модулей энергонезависимой памяти: FLASH (или OTP ) — для хранения программ и EEPROM — для хранения перепрограммируемых констант.
Рассмотрим технологию (ре)программирования FLASH –памяти с встроенным генератором накачки под управлением прикладной программы. Прежде всего, отметим два обстоятельства:
● если для хранения перепрограммируемых констант в МК встроена память EEPROM, то попрограммирование нескольких бит FLASH –памяти при эксплуатации готового изделия не имеет смысла. При необходимости лучше сразу использовать режим репрограммирования;
● не следует программу программирования FLASH –памяти хранить в самой FLASH –памяти, так как переход в режим программирования приведет к невозможности дальнейшего ее считывания. Программа программирования должна располагаться в другом модуле памяти.
Для реализации технологии программирования в системе выбирается один из оследовательных портов МК, обслуживание которого осуществляет специальная программа монитора связи, расположенная в резидентном масочном ПЗУ МК. Через последовательный порт персональный компьютер загружает в ОЗУ МК программу программирования и прикладную программу, которая затем заносится в память FLASH. Так как резидентное ОЗУ МК имеет незначительный объем, то прикладная программа загружается отдельными блоками (порциями). Если в МК установлен модуль масочной памяти с программой программирования, в ОЗУ загружается только прикладная программа.
Микроконтроллеры, реализующие технологию программирования в системе, часто имеют в своем составе четыре типа памяти:
FLASH –память программ, Mask ROM –память монитора связи, EEPROM –память для хранения изменяемых констант и ОЗУ промежуточных данных.
Технология программирования в системе в настоящее время все шире используется для занесения прикладных программ в микроконтроллеры, расположенные на плате конечного изделия. Ее достоинство — отсутствие программатора и высокая надежность программирования, обусловленная стабильностью заданных внутренних режимов МК.
В качестве примера приведем показатели резидентной FLASH –памяти МК семейства НС08 фирмы Motorola:
● гарантированное число циклов стирания/программирования — 10 5 ;
● гарантированное время хранения записанной информации — 10 лет, что практически составляет жизненный цикл изделия; модули FLASH –памяти работают и программируются при напряжении питания МК от 1,8 до 2,7 В;
● эквивалентное время программирования 1 байта памяти — 60 мкс.
Память данных.
В качестве резидентной памяти данных используется статическое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), позволяющие уменьшать частоту тактирования до сколь угодно малых значений. Содержимое ячеек ОЗУ (в отличие от динамической памяти) сохраняется вплоть до нулевой частоты. Еще одной особенностью статического ОЗУ является возможность уменьшения напряжения питания до некоторого минимально допустимого уровня, при котором программа управления микроконтроллером не выполняться, но содержимое в ОЗУ сохраняется.
Уровень напряжения хранения имеет значение порядка одного вольта, что позволяет для сохранения данных при необходимости перевести МК на питание от автономного источника (батарейки или аккумулятора). Некоторые МК (например, DS5000 фирмы Dallas Semiconductor) имеют в корпусе автономный источник питания, гарантирующий сохранение данных в ОЗУ на протяжении 10 лет.
Характерной особенностью микроконтроллеров является сравнительной небольшой объем (сотни байт) оперативной памяти (ОЗУ), используемой для хранения переменных. Это можно объяснить несколькими факторами:
● стремлением к упрощению аппаратных средств МК;
● использованием при написании программ некоторых правил, направленных на сокращение объема памяти ОЗУ (например, константы не хранятся как переменные);
● распределением ресурсов памяти таким образом, чтобы вместо размещения данных в ОЗУ максимально использовать аппаратные средства (таймеры, индексные регистры и др.);
● ориентацией прикладных программы на работу без использования больших массивов данных.
Особенности стека.
В микроконтроллерах для организации вызова подпрограмм и обработки прерываний выделяется часть памяти ОЗУ, именуемая стеком. При этих операциях содержимое программного счетчика и основных регистров (аккумулятора, регистра состояния, индексных и других регистров) сохраняется, а при возврате к основной программе восстанавливается. Напомним, что стек работает по принципу: последний пришел — первый ушел (Last In , First Out—LIFO).
В Принстонской архитектуре ОЗУ используется для реализации многих аппаратных функций, включая функции стека. В адресном пространстве памяти выделены отдельные области для команд, регистров общего назначения, регистров специальных функций и др. Это снижает производительность контроллера, так как обращения к различным областям памяти не могут выполняться одновременно.
Микропроцессоры с Гарвардской архитектурой могут параллельно (одновременно) адресовать память программ, память данных (включающую пространство ввода–вывода) и стек.
Например, при активизации команды вызова подпрограммы CALL выполняется несколько действий одновременно.
В Принстонской архитектуре при выполнении команды CALL следующая команда выбирается только после того, как в стек будет помещено содержимое программного счетчика.
Из–за небольшой емкости ОЗУ в микроконтроллерах обеих архитектур могут возникнуть проблемы при выполнении программы:
● если выделен отдельный стек, то после его заполнения происходит циклическое изменение содержимого указателя стека, в результате чего указатель стека начинает ссылаться на ранее заполненную ячейку стека. Поэтому после слишком большого количества команд CALL в стеке окажется неправильный адрес возврата, который был записан вместо правильного адреса;
● если микропроцессор использует общую область памяти для размещения данных и стека, то при переполнении стека произойдет затирание данных. Рассмотрим особенности сохранения в стеке содержимого регистров, обусловленные отсутствием команд загрузки в стек (PUSH) и извлечения из стека (POP). В таких микроконтроллерах вместо команды PUSH и POP используются две команды и индексный регистр, который явно указывает на область стека. Последовательность команд должна быть такой, чтобы прерывание между первой и второй командой не привело к потере данных. Ниже приведена имитация команд PUSH и POP с учетом указанного требования.
PUSH ; Загрузить данные в стек decrement index; Перейти к следующей ячейке стека move [ index], асе ; Сохранить содержимое аккумулятора в стеке POP ; Извлечь данные из стека move асе, [index]; Поместить значение стека в аккумулятор increment index ; Перейти к предыдущей ячейке стека
Если после первой команды программа будет прервана, то после выполнения обработки прерывания содержимое стека не будет потеряно.
Регистровая память.
Микроконтроллеры (как и компьютерные системы) имеют множество регистров, которые используются для управления различными внутренними узлами и внешними устройствами. К ним относятся:
● регистры процессорного ядра (аккумулятор, регистры состояния, индексные регистры);
● регистры управления (регистры управления прерываниями, регистры управления таймером);
● регистры ввода/вывода данных (регистры данных и регистры управления параллельным, последовательным или аналоговым вводом/выводом).
По способу размещения регистров в адресном пространстве можно выделить:
● микроконтроллеры, в которых все регистры и память данных располагаются в одном адресном пространстве, т. е. регистры совмещены с памятью данных. В этом случае устройства ввода–вывода отображаются на память;
● микроконтроллеры, в которых устройства ввода/вывода отделены от общего адресного пространства памяти. Основное достоинство способа размещения регистров ввода–вывода в отдельном пространстве адресов — упрощается схема подключения памяти программ и данных к общей шине. Отдельное пространство ввода–вывода дает дополнительное преимущество процессорам с Гарвардской архитектурой, обеспечивая возможность считывать команду во время обращения к регистру ввода–вывода.
Способы обращения к регистрам оказывают существенное влияние на их производительность. В процессорах с RISC–архитектурой все регистры (часто и аккумулятор) располагаются по явно задаваемым адресам, что обеспечивает более высокую гибкость при организации работы процессора.
О внешней памяти.
В тех случаях, когда для разрабатываемых приложений не хватает резидентной памяти программ и памяти данных, к микроконтроллеру подключается дополнительная внешняя память. Известны два основных способа:
● подключение внешней памяти с использованием шинного интерфейса (как в микропроцессорных системах). Для такого подключения многие микроконтроллеры имеют специальные аппаратные средства;
● подключение памяти к устройствам ввода–вывода, При этом обращение к памяти осуществляется через эти устройства программными средствами. Такой способ позволяет использовать простые устройства ввода/вывода без реализации сложных шинных интерфейсов. Выбор способа зависит от конкретного приложения.
Источник: pue8.ru