Шпаргалка по "Микропроцессорной технике"

1. Микропроцессоры и микроконтроллеры. Общие черты и отличия.

Микропроцессор (МП) – это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки. Микропроцессор – это тот узел, блок, который производит всю обработку информации внутри микропроцессорной системы.

Он содержит в себе арифметико-логическое устройство, блок синхронизации и управления, запоминающие устройство, регистры и шину. То есть МП содержит в себе только то, что непосредственно понадобится для выполнения арифметический и логических операций. Все остальные комплектующие (ОЗУ, ПЗУ, устройства ввода/вывода, интерфейсы) нужно подключать извне.

Микроконтроллер – это микросхема, предназначенная для программного управления электронными схемами (устройствами). МК выполняется на одном кристалле. На нём расположено как вычислительное устройство, так и ПЗУ и ОЗУ. Кроме этого, в составе МК чаще всего находятся порты ввода/вывода, таймеры, АЦП, последовательные и параллельные интерфейсы.

[pic 1] 

ОТЛИЧИЯ:

Естественно, тут преимуществом является то, что к МП можно на выбор подключать разную периферию с разными характеристиками (что не во всех случаях можно на МК). Второе основное отличие микропроцессора от микроконтроллера в том, что МП имеют больше вычислительной мощности. Их не имеет смысла ставить в микроволновки и «умные» лампочки. Микропроцессоры применяют там, где вычислительная мощность МК уже не справляется — игровые приставки, сложные вычислительные устройства и приборы, гаджеты.

Минусы:

1. Размер — если в случае МК всё уже находится в одном корпусе, то минимальный набор элементов для работы МП занимает больше места.
2. Цена — обычно, вся «сборка» комплектующих для МП выходит гораздо дороже «голых» микроконтроллеров.

Плюсы:

1. Производительность — микропроцессоры обладают большей производительностью, чем микроконтроллеры.
2. Выбор — в случае МП у вас есть возможность подобрать комплектующие. Это позволит поставить более подходящую под ваши цели периферию.

2. Архитектура микропроцессоров.

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

1. Архитектура микроконтроллеров.

[pic 5]

1. Классификация микроконтроллеров.

[pic 6]В настоящее время выпускается целый ряд типов микроконтроллеров (МК). Все эти приборы можно условно разделить на три основных класса:

--- 8-разрядные МК для встраиваемых приложений;

--- 16- и 32-разрядные МК;

--- цифровые сигнальные процессоры (DSP).

1. Функциональные возможности микроконтроллеров.

Для микроконтроллеров характерна реализация Гарвардской архитектуры, где используется отдельная память для хранения программ и данных.

[pic 7] - используется в цифровых сигнальных процессорах. Гарварская архитектура используется для увеличения скорости выполнения операции, но здесь имеется недостаток того, что микропроцессор будет иметь большую стоимость.

Микроконтроллер выполняет такие операции: взять данные, обработать данные и выдать  результат. Данные берутся с датчика и выдаются на исполнительный механизм, тогда здесь имеет смысл использовать Гарварскую архитектуру, поскольку управление производится в режиме реального времени.

1. Характеристики микропроцессоров и микроконтроллеров.

1. Мощность процессора – способность обрабатывать данные, ее основные характеристики:

-длина слова или разрядность (определенное количество битов, которые обрабатываются одновременно, т.е. за 1 такт);

- количество адресуемых слов памяти;

- скорость выполнения команд или тактовая частота (определяет количество элементарных операций за 1 секунду).