Prezentatsii_MKvUS_2013

Архитектуры ядра МК-ров

RISC-архитектура отличается ограниченным набором команд, их

фиксированной длиной (12, 14 или 16

разрядов). Выборка и выполнение команды выполняется за один такт ЦП.

Использование всех регистров

равноправно.

У CISC время выполнения одной команды от 1 до 12 тактов ЦП.

Архитектуры ядра МК-ров

Быстродействие оценивается той долей операции, которая превалирует в МК. Может он только вычисляет уравнения с плавающей точкой.

Производительность определяют не по частоте кварцевого тактового генератора. Частота обмена данными по ВМК (внутренней контроллерной магистрали) является определяющей характеристикой производительности. Причѐм соотношение частот генератора и ВМК у разных моделей может быть разное.

Две архитектуры ядра

Фон-неймановская:

Две архитектуры ядра

Гарвардская. Позволяет совместить выборку следующей команды с выполнением текущей:

Системы команд МК

- команды пересылки данных;

- арифметические;

- логические;

- команды переходов;

- команды битового управления

(множество команд, позволяющих работу с

отдельными битами);

- команды управления ресурсами

(например, управление таймером).

Особенности памяти МК

 Память программ:

- PROM – масочная память;

- EPROM – однократно-программируемая;

- EEPROM – перезаписываемая (побитово);

- флеш память (перезапись блоками).

Память данных – регистровая статическая (не должна терять память при снижении частоты). В энергосберегающем режиме вводится такое условие, при котором напряжение питания может упасть до определенно порога, при котором память на запись работать уже не будет, но будет сохранять своѐ содержимое. Обычно это где-то 1 Вольт.

Порты ввода/вывода МК

Классификация портов по функциональным возможностям:

1) однонаправленные – самая простая архитектура;

2) двунаправленные – одна и та же линия порта может и на ввод, и на вывод;

3) мультиплексированные – для реализации альтернативных функций. В нашем примере это A

и C;

4) порты с логикой управления входного и выходного уровня.

Порты ввода/вывода МК

Типы обменов в портах ввода/вывода:

1) синхронный;

2) асинхронный – обмен при опросе готовности устройства;

3) по прерыванию – когда обмен идѐт по запросу от внешнего устройства.

Выбор режима выбирается программно, и с помощью командного уровня возможно управлять портами. Квазимультиплексирование портов происходит переключением внутри МК. Квазидвунаправленные порты настраиваются на направление ввода.

Порты ввода/вывода МК

Различают три алгоритма обмена через

порты:

1) простой программный ввод/вывод –

задаѐтся только направление;

2) ввод/вывод со стробированием – вводится дополнительный сигнал

синхроимпульса;

3) ввод/вывод с полным набором сигналов

подтверждения обмена.