NUC975DK61Y - Cylchedau Integredig, Mewnblanedig, Microreolwyr - Corfforaeth Technoleg NUVOTON

1 Diffiniad microreolydd

Gan mai'r microreolydd yw'r uned resymeg rifyddol, cof, amserydd / cyfrifiannell, a chylchedau amrywiol / O, ac ati wedi'u hintegreiddio i sglodyn, sy'n ffurfio system gyfrifiadurol gyflawn sylfaenol, fe'i gelwir hefyd yn ficrogyfrifiadur un sglodion.

Mae'r rhaglen yn y cof microcontroller a ddefnyddir yn agos â chylchedau caledwedd a chaledwedd ymylol y microcontroller, yn cael ei wahaniaethu oddi wrth feddalwedd y PC, ac fe'i gelwir yn rhaglen microcontroller fel firmware.Yn gyffredinol, mae microbrosesydd yn CPU ar gylched integredig sengl, tra bod micro-reolydd yn CPU, ROM, RAM, VO, amserydd, ac ati i gyd ar gylched integredig sengl.O'i gymharu â CPU, nid oes gan ficroreolydd bŵer cyfrifiadurol mor bwerus, ac nid oes ganddo Uned MemoryManaaement, sy'n gwneud microreolydd yn gallu delio â rhai rheolaeth, rhesymeg a thasgau eraill cymharol sengl a syml, ac fe'i defnyddir yn eang mewn rheoli offer, prosesu signal synhwyrydd a meysydd eraill, megis rhai offer cartref, offer diwydiannol, offer pŵer, ac ati.

2 Cyfansoddiad y microreolydd

Mae'r microreolydd yn cynnwys sawl rhan: prosesydd canolog, cof, a mewnbwn / allbwn:

- Prosesydd canolog:

Y prosesydd canolog yw cydran graidd yr MCU, gan gynnwys dwy brif ran y gweithredwr a'r rheolydd.

-Gweithredwr

Mae'r gweithredwr yn cynnwys uned rifyddol a rhesymegol (ALU), cronadur a chofrestrau, ac ati. Rôl ALU yw cyflawni gweithrediadau rhifyddol neu resymegol ar y data sy'n dod i mewn.Mae'r ALU yn gallu adio, tynnu, cyfateb, neu gymharu maint y ddau ddata hyn, ac yn olaf storio'r canlyniad yn y cronadur.

Mae gan y gweithredwr ddwy swyddogaeth:

(1) Cyflawni gweithrediadau rhifyddol amrywiol.

(2) Perfformio gweithrediadau rhesymegol amrywiol a chynnal profion rhesymegol, megis prawf gwerth sero neu gymharu dau werth.

Mae'r holl weithrediadau a gyflawnir gan y gweithredwr yn cael eu cyfeirio gan signalau rheoli o'r rheolydd, ac, tra bod gweithrediad rhifyddol yn cynhyrchu canlyniad rhifyddol, mae gweithrediad rhesymegol yn cynhyrchu rheithfarn.

-Rheolwr

Mae'r rheolydd yn cynnwys rhifydd rhaglen, cofrestr cyfarwyddiadau, datgodiwr cyfarwyddiadau, generadur amseru a rheolydd gweithredu, ac ati. Dyma'r "corff gwneud penderfyniadau" sy'n cyhoeddi gorchmynion, hy yn cydlynu ac yn cyfarwyddo gweithrediad y system microgyfrifiadur gyfan.Ei brif swyddogaethau yw:

(1) Adalw cyfarwyddyd o'r cof a nodi lleoliad y cyfarwyddyd nesaf yn y cof.

(2) Datgodio a phrofi'r cyfarwyddyd a chynhyrchu'r signal rheoli gweithrediad cyfatebol i hwyluso cyflawni'r weithred benodol.

(3) Yn cyfarwyddo ac yn rheoli cyfeiriad llif data rhwng y CPU, cof, a dyfeisiau mewnbwn ac allbwn.

Mae'r microbrosesydd yn rhyng-gysylltu'r ALU, y cownteri, y cofrestrau a'r adran reoli trwy'r bws mewnol, ac yn cysylltu â'r cylchedau rhyngwyneb cof a mewnbwn / allbwn allanol trwy'r bws allanol.Mae'r bws allanol, a elwir hefyd yn fws system, wedi'i rannu'n fws data DB, bws cyfeiriad AB a bws rheoli CB, ac mae wedi'i gysylltu â dyfeisiau ymylol amrywiol trwy'r gylched rhyngwyneb mewnbwn / allbwn.

-Cof

Gellir rhannu cof yn ddau gategori: cof data a chof rhaglen.

Defnyddir cof data i arbed data a defnyddir storfa rhaglenni i storio rhaglenni a pharamedrau.

-Mewnbwn/Allbwn -Cysylltu neu yrru dyfeisiau gwahanol

Porthladdoedd cyfathrebu cyfresol - cyfnewid data rhwng MCU a gwahanol berifferolion, megis UART, SPI, 12C, ac ati.

3 Dosbarthiad microreolydd

O ran nifer y darnau, gellir dosbarthu microreolyddion yn: 4-bit, 8-bit, 16-bit, a 32-bit.Mewn cymwysiadau ymarferol, mae 32-did yn cyfrif am 55%, cyfrifon 8-did am 43%, cyfrifon 4-did am 2%, a chyfrifon 16-did am 1%

Gellir gweld mai microreolyddion 32-did ac 8-did yw'r microreolwyr a ddefnyddir amlaf heddiw.
Nid yw'r gwahaniaeth yn nifer y darnau yn cynrychioli'r microbroseswyr da neu ddrwg, nid po uchaf yw nifer y darnau, y gorau yw'r microbrosesydd, ac nid po isaf yw nifer y darnau, y gwaethaf yw'r microbrosesydd

Mae MCUs 8-did yn amlbwrpas;maent yn cynnig rhaglennu syml, effeithlonrwydd ynni a maint pecyn bach (dim ond chwe pin sydd gan rai).Ond ni ddefnyddir y microreolyddion hyn fel arfer ar gyfer swyddogaethau rhwydweithio a chyfathrebu.

Y protocolau rhwydwaith a'r staciau meddalwedd cyfathrebu mwyaf cyffredin yw 16- neu 32-bit.Mae perifferolion cyfathrebu ar gael ar gyfer rhai dyfeisiau 8-did, ond MCUs 16- a 32-did yn aml yw'r dewis mwyaf effeithlon.Serch hynny, mae MCUs 8-did yn cael eu defnyddio fel arfer ar gyfer amrywiaeth o gymwysiadau rheoli, synhwyro a rhyngwyneb.

Yn bensaernïol, gellir rhannu microreolyddion yn ddau gategori: RISC (Cyfrifiaduron Set Cyfarwyddiadau Llai) a CISC (Cyfrifiaduron Set Cyfarwyddiadau Cymhleth).

Mae RISC yn ficrobrosesydd sy'n gweithredu llai o fathau o gyfarwyddiadau cyfrifiadurol ac a ddechreuodd yn yr 1980au gyda phrif ffrâm MIPS (hy, peiriannau RISC), a gelwir y microbroseswyr a ddefnyddir mewn peiriannau RISC gyda'i gilydd yn broseswyr RISC.Yn y modd hwn, mae'n gallu gweithredu gweithrediadau yn gyflymach (miliynau yn fwy o gyfarwyddiadau yr eiliad, neu MIPS).Oherwydd bod angen transistorau ac elfennau cylched ychwanegol ar gyfrifiaduron i gyflawni pob math o gyfarwyddyd, po fwyaf y mae'r set cyfarwyddiadau cyfrifiadurol yn gwneud y microbrosesydd yn fwy cymhleth ac yn cyflawni gweithrediadau'n arafach.

Mae CISC yn cynnwys set gyfoethog o ficro-gyfarwyddiadau sy'n symleiddio'r broses o greu rhaglenni sy'n rhedeg ar y prosesydd.Mae'r cyfarwyddiadau yn cynnwys iaith gydosod, ac mae rhai swyddogaethau cyffredin a weithredwyd yn wreiddiol gan feddalwedd yn cael eu gweithredu gan system cyfarwyddiadau caledwedd yn lle hynny.Felly mae gwaith y rhaglennydd yn cael ei leihau'n sylweddol, ac mae rhai gweithrediadau neu weithrediadau lefel is yn cael eu prosesu ar yr un pryd ym mhob cyfnod cyfarwyddyd i gynyddu cyflymder gweithredu'r cyfrifiadur, a gelwir y system hon yn system gyfarwyddiadau cymhleth.

4 Crynodeb

Her ddifrifol i beirianwyr electroneg modurol heddiw yw adeiladu cost isel, di-drafferth, a hyd yn oed os bydd methiant yn gallu gweithio systemau modurol, ym mherfformiad y car yn gwella'n raddol ar hyn o bryd, disgwylir i ficroreolyddion wella'r perfformiad. o unedau rheoli electronig modurol.