Лекция №5 Основы проектирования и моделирования современных цифровых микропроцессорных устройств План

Лекция №5
Основы проектирования и моделирования современных цифровых микропроцессорных устройств
План:

1. 
   Цифровые микропроцессоры
   
2. 
   Цифровые электронные устройства
   
3. 
   Технологии изготовления цифровых интегральных микросхем
   
4. 
   Основные этапы проектирования микропроцессорных устройств.
   

Микропроцессорные устройства являются одной из категорий цифровых устройств, которые, в свою очередь, могут быть классифицированы:

• 
  ­по выполняемым функциям,
  
• 
  ­по принципу выполнения алгоритма,
  
• 
  ­по аппаратным и конструктивным особенностям,
  
• 
  ­по областям применения, имеющим свою специфику, например, в полиграфическом оборудовании или в оборудовании связи.
  

По принципу реализации заданного алгоритма, а также по аппаратным и конструктивным признакам, цифровые устройства могут быть разделены на следующие основные группы:

• 
  конечные автоматы, построенные на основе элементов малой и средней степени интеграции типа счетчиков, регистров, дешифраторов и других логических и цифровых элементов, выполняющие, как правило, простые функции управления или обработки сигналов;
  
• 
  микропроцессоры и микропроцессорные контроллеры (микроконтроллеры) общего назначения, реализующие функции управления программным путем;
  
• 
  специализированные микропроцессоры, используемые, например, как ядро для сигнальных процессоров;
  
• 
  программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), на основе которых строятся самые эффективные по быстродействию контроллеры и сигнальные процессоры, использующие параллельные алгоритмы.
  

Во многих случаях цифровые устройства содержат элементы из нескольких групп, объединенные одной конструкцией – кристаллом или печатной платой. Типичный пример интеграции элементов с различными функциями в одном кристалле – однокристальный микроконтроллер. Под термином “микроконтроллер”, как правило, понимают интегральную схему, содержащую микропроцессорное ядро и дополнительные элементы, необходимые для выполнения функций управления и обработки сигналов, в т.ч. аналоговых. Существующая номенклатура микроконтроллеров позволяет решить многие задачи с использованием одной интегральной схемы, а процесс проектирования свести к разработке программы, но даже в этом случае, кроме интегральной схемы микроконтроллера, в конструкции присутствуют дополнительные элементы, обеспечивающие питание, подключение и т.д.