NUC975DK61Y - Integraj Cirkvitoj, Enkonstruitaj, Mikroregiloj - NUVOTON Technology Corporation

1 Mikroregila difino

Ĉar la mikroregilo estas la aritmetika logika unuo, memoro, tempigilo/kalkulilo, kaj diversaj /O-cirkvitoj, ktp. integritaj en blaton, konsistigante bazan kompletan komputiksistemon, ĝi ankaŭ estas konata kiel unu-blata mikrokomputilo.

La programo en la mikroregila memoro uzata proksime kun la mikroregila aparataro kaj ekstercentra aparataro cirkvitoj, estas distingita de la programaro de la komputilo, kaj estas nomita la mikroregila programo kiel firmvaro.Ĝenerale, mikroprocesoro estas CPU sur ununura integra cirkvito, dum mikroregilo estas CPU, ROM, RAM, VO, tempigilo, ktp. ĉio sur ununura integra cirkvito.Kompare kun CPU, mikroregilo ne havas tiel potencan komputikan potencon, nek ĝi havas MemoryManaaement Unit, kiu faras mikroregilon povas nur pritrakti iujn relative ununurajn kaj simplajn kontrolon, logikon, kaj aliajn taskojn, kaj ĝia vaste uzata en ekipaĵo kontrolo, sensilo signalo prilaborado. kaj aliaj kampoj, kiel iuj hejmaj aparatoj, industriaj ekipaĵoj, elektraj iloj ktp.

2 La konsisto de la mikroregilo

La mikroregilo konsistas el pluraj partoj: centra procesoro, memoro, kaj enigo/eligo:

- Centra procesoro:

La centra procesoro estas la kernkomponento de la MCU, inkluzive de la du ĉefaj partoj de la funkciigisto kaj regilo.

- Operatoro

La funkciigisto konsistas el aritmetika & logika unuo (ALU), akumulilo kaj registroj, ktp. La rolo de ALU estas fari aritmetikajn aŭ logikajn operaciojn sur la envenantaj datumoj.La ALU kapablas aldoni, subtrahi, egali aŭ kompari la grandecon de ĉi tiuj du datumoj, kaj finfine stoki la rezulton en la akumulilo.

La funkciigisto havas du funkciojn:

(1) Fari diversajn aritmetikajn operaciojn.

(2) Fari diversajn logikajn operaciojn kaj fari logikajn testojn, kiel nulvalora testo aŭ komparo de du valoroj.

Ĉiuj operacioj faritaj fare de la funkciigisto estas direktitaj per kontrolsignaloj de la regilo, kaj, dum aritmetika operacio produktas aritmetikan rezulton, logika operacio produktas verdikton.

-Regilo

La regilo konsistas el programa nombrilo, instruregistro, instrukmalĉifrilo, tempogeneratoro kaj operacia regilo, ktp. Estas la "decida korpo" kiu eldonas komandojn, t.e. koordinatojn kaj direktas la funkciadon de la tuta mikrokomputila sistemo.Ĝiaj ĉefaj funkcioj estas:

(1) Por preni instrukcion el memoro kaj indiki la lokon de la sekva instrukcio en memoro.

(2) Malkodi kaj testi la instrukcion kaj generi la respondan operacio-kontrolsignalon por faciligi la ekzekuton de la specifita ago.

(3) Direktas kaj kontrolas la direkton de datumfluo inter la CPU, memoro kaj enigo kaj eligo aparatoj.

La mikroprocesoro interligas la ALU, nombrilojn, registrojn kaj kontrolsekcion tra la interna buso, kaj ligas al la ekstera memoro kaj enig/produktaĵinterfaccirkvitoj tra la ekstera buso.La ekstera buso, ankaŭ nomita la sistema buso, estas dividita en la datumbuson DB, adresbuson AB kaj kontrolbuson CB, kaj estas konektita al diversaj ekstercentraj aparatoj tra la eniga/eliga interfaccirkvito.

-Memoro

Memoro povas esti dividita en du kategoriojn: datummemoro kaj programa memoro.

Datummemoro estas uzata por konservi datumojn kaj programa stokado estas uzata por konservi programojn kaj parametrojn.

-Enigo/Eligo -Ligi aŭ stiri malsamajn aparatojn

Seriaj komunikaj havenoj - interŝanĝas datumojn inter MCU kaj malsamaj ekstercentraj, kiel UART, SPI, 12C, ktp.

3 Klasifiko de mikroregiloj

Laŭ la nombro da bitoj, mikroregiloj povas esti klasifikitaj en: 4-bit, 8-bit, 16-bit, kaj 32-bit.En praktikaj aplikoj, 32-bitoj respondecas pri 55%, 8-bita respondecas pri 43%, 4-bita respondecas pri 2%, kaj 16-bita respondecas pri 1%

Oni povas vidi, ke 32-bitaj kaj 8-bitaj mikroregiloj estas la plej vaste uzataj mikroregiloj hodiaŭ.
La diferenco en la nombro da bitoj ne reprezentas la bonajn aŭ malbonajn mikroprocesorojn, ne ju pli alta estas la nombro da bitoj des pli bona estas la mikroprocesoro, kaj ne ju pli malalta estas la nombro da bitoj des pli malbona estas la mikroprocesoro.

8-bitaj MCU-oj estas multflankaj;ili ofertas simplan programadon, energiefikecon kaj malgrandan pakaĵgrandecon (kelkaj havas nur ses pinglojn).Sed ĉi tiuj mikroregiloj ne estas kutime uzataj por interkonektaj kaj komunikaj funkcioj.

La plej oftaj retaj protokoloj kaj komunikadprogramaraj stakoj estas 16- aŭ 32-bit.Komunikaj periferioj estas disponeblaj por iuj 8-bitaj aparatoj, sed 16- kaj 32-bitaj MCU-oj ofte estas la pli efika elekto.Tamen, 8-bitaj MCUoj estas tipe uzitaj por gamo da kontrolo, sentado, kaj interfacaplikoj.

Arkitekture, mikroregiloj povas esti dividitaj en du kategoriojn: RISC (Reduced Instruction Set Computers) kaj CISC (Komplekso Instruction Set Computers).

RISC estas mikroprocesoro kiu efektivigas malpli da specoj de komputilaj instrukcioj kaj originis en la 1980-aj jaroj kun la MIPS-ĉefkomputilo (t.e., RISC-maŝinoj), kaj la mikroprocesoroj uzitaj en RISC-maŝinoj estas kolektive nomitaj RISC-procesoroj.Tiamaniere, ĝi kapablas efektivigi operaciojn pli rapide (milionojn pli da instrukcioj por sekundo, aŭ MIPS).Ĉar komputiloj postulas kromajn transistorojn kaj cirkvitelementojn por efektivigi ĉiun instrukcispecon, ju pli granda la komputila instrukcio igas la mikroprocesoron pli kompleksa kaj efektivigas operaciojn pli malrapide.

CISC inkluzivas riĉan aron de mikroinstrukcioj, kiuj simpligas la kreadon de programoj, kiuj funkcias per la procesoro.La instrukciaĵo estas kunmetitaj de asembla lingvo, kaj kelkaj oftaj funkcioj origine efektivigitaj per softvaro estas efektivigitaj per hardvara instrukciosistemo anstataŭe.La laboro de la programisto estas tiel multe reduktita, kaj kelkaj malsuperaj operacioj aŭ operacioj estas procesitaj samtempe en ĉiu instrukcioperiodo por pliigi la ekzekutrapidecon de la komputilo, kaj tiu sistemo estas nomita kompleksa instrukciosistemo.

4 Resumo

Grava defio por la hodiaŭaj aŭtomobilaj elektronikaj inĝenieroj estas konstrui malaltkostan, sen problemoj, kaj eĉ en kazo de malsukceso povas funkcii aŭtomobilaj sistemoj, en la aŭtomobila rendimento iom post iom plibonigas nuntempe, mikroregiloj atendas plibonigi la rendimenton. de aŭtomobilaj elektronikaj kontrolunuoj.