|
Mikrokontroller tarkibi. Tayanch iboralar
|
| bet | 8/8 | | Sana | 29.01.2024 | | Hajmi | 131,61 Kb. | | #148080 |
Bog'liq 1-MAVZU. FANNING TARIXI, RIVOJLANISHI, DOLZARB MUAMMOLARI. Mikrokontroller tarkibi
Mikrokontoller (MK) – bitta kristalda joylashtirilgan katta integral sxema bo‘lib, u protsessor yadrosidan, dasturlarni saqlash uchun doimiy hotiradan axborotlarni saqlash uchun operativ hotiradan va turli kiritish-chiqarish qurilma to‘plamidan iborat bo‘lgan hisoblash tizimini tashkil etadi (3. 2 -chizma).
Дастурлар хотираси
|
Микроконтроллер процессори
|
Ахборотлар хотираси
|
Бошқариш пульти
|
Объект билан
уланиш қурилмаси
|
3.2-chizma. Mikrokontrollerning umumlashtirilgan tarkibiy sxemasi
MK protsessori uning hisoblash yadrosi hisoblanadi va unga yozilgan dastur bergan boshqarish jarayonini amalga oshiradi. Mikrokontroller yadrosi asosida hotira va tashqi qurilma modullari turli sonli va to‘plamli maxsulotlar yaratiladi, lekini ular o‘z aro buyruqlar tizimi bo‘yicha mosdir. Bu belgilari bo‘yicha mos bo‘lgan mikrokontrollerlarning ko‘pchiligini mikrokontrollerlar oilasi degan nom bilan yuritailadi.
Dasturlar hotirasi boshqarish dasturlarini saqlash uchun mo‘ljallangan. Boshqarish jarayoni uchun zarur bo‘lgan axborotlar axborotlar hotirasida joylashadi. Boshqarish pulti boshlang‘ich axborotlarni kiritish, MK holatini nazorat qili uchun hizmat qiladi, ob’ekt bilan ulanish qurilmasi mikrokontrollerni tashqi ob’ektlar bilan ulanish va qator boshqarish vazifalarini apparatli joriy etish uchun mo‘ljallangan.
MK ham boshqa sinifdagi hisoblash mashinasi kabi garvard yoki prinston arxitekturasiga asoslangan holda joriy etiladi. Prinston arxitekturasiga asoslangan mikrokontrollerlarda dasturlar va axborotlar umumiy hotira blokida jolashishi mumkin.
Bu holda tizim tarkibida axborotlar va shuningdek buyruqlar uchun bitta umumiy hotira bo‘ladi (3.3-chizma).
Буйруқ ва ахборатларнинг умумий шинаси
3.3-chizma Axboratlar va buyruqlarning umumiy shinali arxitekturasi
Lekin, shuningdek mikroprotsessorli tizimlarning alternativ arxitektura turi mavjutdir – bu axborot va buyruqlar uchun alohida shinali arxitektura (ikki shinali yoki garvard arxitekturasi). Bu arxitektura bo‘yicha tizimda axborotlar va buyruqlar uchun alohida hotira bo‘lishi nazarda tutilgan (3.4-chizma). Har ikki turdagi hotira bilan protsessor o‘z shinalari orqali axborot almashuvini amalga oshiradi.
Буйруқ шинаси
Ахборот шинаси
3.4-chizma. Axborot va buyruqlarga alohida shinali arxitektura
Umumiy shinali arxitektura ko‘p tarqalgan bo‘lib, u masalan shaxsiy kompyuterlarda va murakkab kichik kompyuterlarda qo‘llaniladi. Alohida shinali arxitektura esa asosan bir kristalli mikrokontrollerlarda foydalaniladi.
Ikkala turdagi arxitekturaning bazi avfsalliklari va kamchiliklarini ko‘rib chiqamiz.
Umumiy shinali arxitektura sodda, u protsessordan bir vaqtda ikki shinaga hizmat ko‘rsatishni va ikki shina orqali axborot almashuvini nazorat qilishni talab etilmaydi. Axborot va buyruqlar uchun yagona hotirani bo‘lishi axborot va buyruqlar kodlarining o‘rtasida hotira hajmini erkin taqsimlashga imkon beradi. Masalan, bazi hollarda murakkab va katta dastur zarur bo‘ladi, hotirada uncha ko‘p bo‘lmagan axborotlarni saqlash kerak bo‘ladi. Boshqa hollarda esa uning teskarisi, oddiy dastur zarur bo‘lsa, lekin katta xajimdagi hotira axborotlarni saqlash uchun kerakdir. Hotirani taqsimlashda hech qanday muammo tug‘ilmaydi, Muhimi – dastur va axborotlar birgalikda tizim hotirasiga sig‘ishi kerak. Odatda, bunday
arxitekturada hotira yetarli darajada katta bo‘ladi (o‘nlab va yuzlab megabayt). Bu eng murakkab masalalarni yechishga imkon beradi.
Axborotlar va buyruqlar uchun alohida bo‘lgan ikki shinali arxitektura esa murakkabroq, u protsessorni kodlarning ikkita oqimi bilan bir vaqtda ishlashga majbur qiladi, shuningdek ikki shinadan bir vaqtda axborot almashishga hizmat ko‘rsatishni ham talab qiladi. Dastur faqat dasturlar hotirasida, axborotlar esa faqat axborotlar hotirasida saqlanadi. Bundek tor mahsuslashtirish tizim tomonidan yechilishi kerak bo‘lgan masalalar doirasini chegaralaydi, chunki hotirani taqsimlash masalasida muammo hosil bo‘lishi mumkin. Bu holda axborotlar va buyruqlar hotirasining sig‘imi uncha katta bo‘lmaydi, shuning uchun bu arxitekturadagi tizimlarning tatbiqi uncha murakkab bo‘lmagan masalalar bilan chegaralanadi.
Ikki shinali arxitekturaning (garvard arxitekturasi) afzalligi aslida nimadan iborot? Birinchi navbatda tezlikda.
Gap shundauki, buyruq va axborotlarning bittali shinasida protsessor majburan bitta shinadan axborotlarni qabul qiladi (hotiradan yoki kiritish/chiqarish qurilmasidan) va axborotlarni uzatadi (hotiraga yoki kiritish/chiqarish qurilmasiga), shuningdek hotiradan buyruqlarni o‘qiydi ham. Tabiiyki, kodlarni magistraldan bir vaqtda uzatishni amalga oshirib bo‘lmaydi, ular navbat bilan amalga oshiriladi. Zamonaviy protsessorlar buyruqlarni bajarish bilan tizimli shinadan axborot almashish siklini vaqt bo‘yicha ustma - ust amalga oshirish imkoniyatiga egadirlar. Konveyr texnologiyasidan va tezkor kesh-hotiradan foydalanish ularga nisbatan sekin ishlovchi tizimli hotira bilan muloqot jaroyonini tezlatishga imkon beradi. Takt chastotasini oshirish va protsessor tarkibini rivojlantirish, buyruqlarni bajarish vaqtini kamaytirish imkoniyatini yaratadi. Lekin, tizim tezligini yanada oshirish uchun axborotlarni uzatish bilan buyruqlarni o‘qishni bir vaqt maboynida amalga oshirish orqali erishiladi, ya’ni ikki shinali arxitekturaga o‘tish orqali.
Ikki shinali arxitektura holida ikkala shina orqali almashuv mustaqil, vaqt bo‘yicha parallel bo‘lishi mumkin. Aynan, shina tarkibi (axborot kodining va manzil kodining razryadlar soni, axborot almashish tartibi va tezligi va x.k.) har bir shinani
bajaradigan vazifasiga qarab optimal tanlash mumkin. Shuning uchun, ikki shinali arxitekturaga o‘tish mikroprotsessorli tizimining ishlash tezligini oshiradi, ammo protsessor tarkibini murakkablashtirib apparat qismiga qo‘shimcha harajatlar talab etiladi. Bu holda axborotlar hotirasi va buyruqlar hotirasi o‘zlarining manzillar taqsimotiga egadir. Ikki shinali arxitektura afzalligi ayniqsa bitta mikrosxema ichida joriy etilganda namoyon bo‘ladi. Shu holda shuningdek bu arxitektura kamchiliklarining ta’sirini jiddiy kamaytirish mumkin bo‘ladi. Shuning uchun uning asosiy tatbiqi – mikrokontrollerlarda, ulardan juda murakkab masalalarni yechish talab etilmaydi, lekin berilgan takt chastotasida maksimal tezlik zarur bo‘ladi.
MK kristaliga ko‘pincha joylashtirilganligi sababidan tipik bo‘lib qolgan tashqi qurilmalarga quyidagi qurilmalar kiradi:
raqamli parallel kiritish-chiqarish portlar;
mantiqiy voqealarni sanash va vaqt oraliqlarini hosil qilish uchun taymer- sanoq qurilmalar;
boshqarish signallariga ishlov berishning apparat qismlari;
uzuluksiz signallarni kiritish va chiqarishni amalga oshiruvchi raqam-analog va analog-raqam o‘zgartiruvchi qurilmalar;
tarqatilgan tizimlarda axborotlar bilan almashuvni ta’minlash uchun kiritish va chiqarishning ketma-ket portlari;
uzilish signallariga hizmat ko‘rsatish bloklari;
testlash vositalari.
Mikrokontrollerning har bir tashqi qurilmasi o‘z vazifasini bajarishda ish tartibini dasturiy - ega bo‘lish orqali tarkibini o‘zgartirish registriga boshqarish kodlarni yozish orqali sozlash imkoniyatiga ega. Sozlash qurilma ish tartibini tanlash imkonini beradi (masalan, taymerni talab etilgan razryaligini), parallel portlarda esa razryadida axborotni uzatish yo‘nalishini. Mikrokontrollerda joylashtiriladigan tashqi bloklar tarkibi va turi qurilmaning foydalanish maqsadiga bog‘liq va ushbu mikrokontroller oilasida joriy etiladigan tipik masalalarga asoslangan holda ishlab chiqaruvchi tomonidan aniqlanadi.
Nazorat uchun savollar
1.Boshqarishda o‘rnatilgan tizim bajaradigan masalalarni sanab bering.
2.16-razryadli va 32-razryadli MK oilasining rusumlarini va texnik ko‘rsatgichlarini keltiring.
3. Grafik protsessorlar haqida ma’lumot bering (DSP). 4.Mikrokontrollerning umumlashtirilgan tarqibini bayon qiling.
|
| |
