Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

.

О.В. Гончаровский

«Встроенные микропроцессорные системы»

Учебное пособие

Пермь 2020г.

Составитель о.В. Гончаровский

УДК 004.415.2

ББК 32.973.202-018.2

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор С.Ф. Тюрин

(Пермский государственный технический университет);

генеральный директор ЗАО «Форт-Телеком»,

кандидат технических наук С.Л. Макаренко

Т38	Встроенные микропроцессорные системы / О.В. Гончаровский. – учебное пособие, Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 160 с.

Рассмотрены вопросы проектирования ориентированного на модель встроенных микропроцессорных систем,.

Предназначено для студентов специальности хххххх «Сссссссссс» (дисциплина «Дддддддддддддддд»). Может быть полезно студентам смежных направлений подготовки.

УДК 004.415.2

ББК 32.973.202-018.2

© ГОУ ВПО

«Пермский государственный

технический университет», 2012

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………

МОДУЛЬ 1.

1. АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ВСТРОЕННЫХ СИСТЕМ ………………

1.1. Организация аппаратных средств встроенных микропроцессорных

систем ………………………………………………………………………………

1.2. Элементы архитектуры процессоров встроенных систем …………….

1.2.1. Множество команд ……………………………………………………..

1.2.2. Программная модель ……………………………………………………

1.2.2.1. Регистры ……………………………………………………………….

1.2.2.2. Типы данных …………………………………………………………..

1. 2.3. Модели памяти ………………………………………………………….

1. 2.3.1. Адресное пространство ……………………………………………….

1.2.3.2. Порядок байт …………………………………………………………..

1. 2.3.3. Когерентность памяти ………………………………………………..

1. 2.3.4. Защита памяти …………………………………………………………

1. 2. 4. Модель прерываний ……………………………………………………

1.2. 5.Модель управления памятью ……………………………………………

1.2.5.1. Страничная организация памяти ………………………………………

1.2.5.2. Сегментация памяти ……………………………………………………

1.3. Типы процессоров ………………………………………………………….

1.4. Формы параллелизма в процессорах ……………………………………..

1.4.1. Конвейеризация …………………………………………………………...

1.4.2. Параллелизм уровня команд ……………………………………………..

1.5.Технологии памяти ………………………………………………………….

1.5.1. Оперативная память ………………………………………………………

1.5.1. 1. Статическое ОЗУ ……………………………………………………….

1.5.1. 2. Динамическое ОЗУ ……………………………………………………..

1.5.2. Постоянное запоминающее устройство (ROM) ………………………...

1.6. Иерархия памяти ……………………………………………………………

1.6.1. Распределение или карта памяти ………………………………………...

1.6.2. Блокнотная и кэш память …………………………………………………

1.6.2.1. Кэш-память прямого отображения …………………………………….

1.6.2.2. Ассоциативная по множеству кэш-память ……………………………

1.6.2.3. Обновление кэш-памяти ………………………………………………...

1.6.2.4. Протокол когерентности кэширования с обратной записью ………..

1.6.2.5. Команды поддержки когерентности памяти …………………………..

1.7. Магистраль микропроцессорной системы …………………………………

1.7.1. Циклы обращения к магистрали ………………………………………….

1.7.2. Двухшинная магистраль ………………………………………………….

1.8. Базовые устройства ввода-вывода встроенных систем ……………………

1.8.1. Порты ввода-вывода общего назначения …………………………………

1.8.2. Таймер-счетчик …………………………………………………………….

1.8.3. Импульсно-кодовая модуляция ……………………………………………

1.8.4. Многоканальный аналого-цифровой преобразователь …………………..

1.9. Базовые последовательные интерфейсы ввода-вывода встроенных систем

1.9.1. Асинхронный старт-стопный интерфейс …………………………………

1.9.2. Интерфейс SPI ………………………………………………………………

1.9.3. Интерфейс I2C ………………………………………………………………

1.9.4. Шина USB ……………………………………………………………………

1.9.4.1. Введение в USB ……………………………………………………………

1.9.4.2. Интерфейс Open Host Controller для USB ……………………………….

МОДУЛЬ 2

1.10. Язык проектирования аппаратуры VHDL ……………………………………

1.10.1. Реконфигурируемая логика …………………………………………………

1.10.2. Введение в VHDL ……………………………………………………………

1.10.2.1. Программирование на VHDL для моделирования и синтеза ……………

1.10.2.2. Entity и architecture …………………………………………………………

1.10.2.3. Операторы присваивание и process ………………………………………

1.10.2.4. Цикл моделирования VHDL ……………………………………………….

1.10.2.5. Многозначная логика и стандарт IEEE 1164 ……………………………..

1.11. Проектирование устройств ввода-вывода и контроллеров интерфейсов

ввода-вывода по модели программно-управляемого автомата…………………..

1.12. Интегрированная среда разработки аппаратных средств Active-HDL^TM …

МОДУЛЬ 3