O‘zbekiston raspublikasi axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al- xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti kafedra : tbta va dt fan: O’rnatilgan tizimlar mustaqil ish-2

AVR 8-bitli RISC

AVR mikrokontrollerlari Atmel korporatsiyasi tomonidan ishlab chiqilayotgan eng qiziqarli yo'nalishlardan biri bo'lishi mumkin. AVR savdosi butun dunyo bo'ylab har yili ikki baravar ko'paymoqda va uchinchi tomon kompaniyalari soni tobora ko'payib bormoqda, ushbu mikrokontrollerlar uchun dasturiy ta'minot va uskunalarni ishlab chiqarishni qo'llab-quvvatlamoqda. AVR asta-sekin umumiy foydalanish uchun mo'ljallangan 8-bitli mikrokontroller orasida yana bir sanoat standartiga aylanib bormoqda. Hozirgi vaqtda Atmel Corp. Flash-, EEPROM va SRAM xotiralari massivlari, periferik tugunlar to'plami va soat sxemasi konstruktsiyalari bilan farq qiluvchi uchta AVR - "mayda", "klassik" va "mega" oilalar mavjud.

AVR - tezkor protsessor yadrosi, Flash ROM, SRAM, I / U portlari va interfeys zanjirlariga ega bo'lgan 8-bitli RISC mikrokontroller. Garvard AVR arxitekturasi nafaqat manzillar bo'shliqlarini, balki ROM va SRAM-ga kirish uchun ma'lumotlar shinalarini ham to'liq mantiqiy va jismoniy ajratishni amalga oshiradi. Ushbu tartib raqamli signal protsessorlari tuzilishiga yaqinroq va ishlashning sezilarli darajada o'sishini ta'minlaydi. AVR-da bir darajali quvur liniyasidan foydalanish, shuningdek, buyruqni qabul qilish-bajarish tsiklini sezilarli darajada qisqartirdi. Masalan, standart MCS-51 mikrokontrolderlarida 12 ta tsiklda (1 ta mashina tsikli) qisqa buyruq bajariladi, shu vaqt ichida protsessor ish kodini ketma-ket o'qiydi va uni bajaradi. AVR mikrokontrolrlarida umumiy ipdagi qisqa buyruq ham bitta mashina siklida bajariladi, ammo bu faqat bitta soat tsikli. AVR arxitekturasining o'ziga xos xususiyati 32 baytli umumiy foydalanish registrlarini o'z ichiga olgan tezkor kirish registri fayli. Oltita fayl registrlari ma'lumotlarning bilvosita adreslanishi uchun uchta 16-bitli manzil ko'rsatgichi sifatida ishlatilishi mumkin (X, Y va Z ko'rsatkichlari), bu dastur ishlayotganda ma'lumotlarni uzatish tezligini sezilarli darajada oshiradi.

AVR dasturlarining flesh-xotirasini odatdagi dasturchi yordamida ham, SPI interfeysi yordamida ham, shu jumladan to'g'ridan-to'g'ri maqsad platasida - ISP funktsiyasini yuklash mumkin. 2001-2002 yillarda ishlab chiqarilgan "mega" kristallarining so'nggi versiyalari o'z-o'zini dasturlash imkoniyatiga ega (SPM funktsiyasi). Barcha AVR-larda doimiy ravishda EEPROM ma'lumotlar xotirasi bloki mavjud bo'lib, ular to'g'ridan-to'g'ri uning bajarilishida mikrokontroller dasturida mavjud. EEPROM odatda oraliq ma'lumotlarni, doimiylarni, qidiruv jadvallarini, kalibrlash omillarini va boshqalarni saqlash uchun ishlatiladi. Ushbu xotira tashqi SPI interfeysi orqali yoki odatdagi dasturchi yordamida o'rnatilishi mumkin. Dasturlashtiriladigan ikkita xavfsizlik biti ROM va EEPROMni ruxsatsiz o'qishdan himoya qiladi. Ichki SRAM "klassik" va "mega" AVR oilalarida, shuningdek, bitta kichik vakil ATtiny26 / L-da mavjud. Ba'zi mikrokontrollerlar uchun tashqi ma'lumot xotirasini 64K ga qadar ulash mumkin.

AVR ichki soatini tashqi osilator yoki kristall, shuningdek ichki yoki tashqi RC zanjiri boshqarishi mumkin. Barcha AVRlar butunlay statikdir, ularning minimal ishlash chastotasi hech narsa bilan chegaralanmaydi (bosqichma-bosqich rejimgacha). ATtiny15L mikrokontrollerida asosiy soat chastotasini qo'shimcha ravishda 16 marta ko'paytirish uchun qo'shimcha PLL bloki mavjud. Nominal qiymati 1,6 MGts bo'lsa, natijada yordamchi periferik chastota 25,6 MGts ni tashkil qiladi. Ushbu chastota mikrokontrolrning taymerlari / hisoblagichlaridan biri uchun manba bo'lib xizmat qilishi mumkin va uning ishlash aniqligini sezilarli darajada oshiradi. ATmega64 / 103/128 mikrokontrolerlari, shuningdek, ish paytida mikrosxemaning asosiy soat chastotasini pasaytirish maqsadga muvofiq bo'lganda, umuman kristalning quvvat sarfini sezilarli darajada kamaytirishga imkon beradigan qiziqarli me'moriy xususiyatga ega. Chipdagi maxsus preskaler sizga asosiy chastotani 2 dan 129 gacha bo'lgan oraliqda butun songa bo'lishiga imkon beradi. Ushbu funktsiyani dasturiy ta'minot yordamida yoqish / o'chirish mumkin.

AVR - mikrokontrollerlarni oltita past quvvat rejimlaridan biriga dasturlash mumkin. Har bir oiladagi turli xil AVR oilalari va turli xil mikrokontrollerlar uchun mavjud o'chirish rejimlarining soni va amalga oshirilgan kombinatsiyasi har xil bo'ladi.

AVR ko'rsatmalar to'plami juda rivojlangan va 133 tagacha turli xil ko'rsatmalarga ega. Deyarli barcha ko'rsatmalar bitta so'zning belgilangan uzunligiga (16 bit) ega, bu ko'p hollarda opkod va operand (lar) ni bitta ko'rsatmada birlashtirishga imkon beradi. "Mega" AVR kristallarining so'nggi versiyalarida apparatni ko'paytirish funktsiyasi amalga oshirildi. Ko'rsatmalarning xilma-xilligi va soni bo'yicha AVR'lar RISC protsessorlariga qaraganda CISCga o'xshaydi. Masalan, PIC tekshirgichlari uchun ko'rsatmalar to'plami 75 tagacha turli xil ko'rsatmalarga ega, MCS-51 uchun esa 111 ga teng.

AVRlar 1,8 dan 6,0 voltsgacha bo'lgan besleme zo'riqishida ishlaydi. Ishlash harorati oralig'i - savdo va sanoat.

Atmel korporatsiyasi AVR-ni yanada rivojlantirishni rejalashtirmoqda. Faqatgina istisno - bu funktsional jihatdan muvozanatli "klassik" oila. "Kichkina" oilada qiziqarli mikrokontroller paydo bo'ldi - ATtiny26, uning tarkibiga 128 baytli SRAM blok va USI (Universal Serial Interface) moduli kiradi. USI moduli SPI (Master / Slave) yoki I2C (Master / Slave) aloqa interfeyslari sifatida ishlashi uchun tuzilgan dasturiy ta'minot bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, USI yarim dupleks UART yoki 4/12 bitli hisoblagich sifatida dasturlashtirilishi mumkin. Ammo eng ilg'or echimlar "mega" AVR-da amalga oshirildi, u erda ular 0,35 mikronli texnologiyadan foydalangan holda kristallarning butun turini seriyali ishlab chiqarishni e'lon qilishdi va boshladi. Internet-provayder va SPM funktsiyalari o'rnatilgan dasturlarning Flash-xotirasi hajmi yangi "mega" da 8 dan 128 kilobaytgacha o'zgarib turadi va ular pinlar soni 32 dan 64 gacha bo'lgan MLF, DIP va TQFP paketlarida ishlab chiqariladi. "mega" oilasining yangi mikrokontrollerlarida JTAG interfeysi (mega8 dan tashqari), apparat ko'paytiruvchisi, ishlamay qolishdan himoya qilish davri, I2C seriyali interfeysi, ADC (ATmega162 bundan mustasno) va boshqa bir qator qo'shimcha funktsiyalarga ega bo'ladi. Bundan tashqari, barcha periferik tugunlarning tezligi ikki baravarga oshiriladi, soat davri yaxshilanadi va tashqi ma'lumot xotirasiga kirish soddalashtiriladi.

Misol tariqasida tizimda 8KB dasturlashtiriladigan Flash xotirasi bo'lgan 8-bitli AT90PWM1 mikrokontrollerini ko'rib chiqing.

Asosiy sozlamalar

Asosiy: AVR

MIPS: 16

F, MGts: 0 dan 16 gacha

Xotira: Flash, kB 8

Xotira: RAM, kB 0,5

Xotira: EEPROM, kB 0,5

I / O (maksimal), dona. o'n to'qqiz

Taymerlar: 8 bitli, 1 dona

Taymerlar: 16 bitli, 1 dona

Taymerlar: PWM kanallari, 6 dona

Taymerlar: RTC Ha

Interfeyslar: SPI, dona 1

Analog yozuvlar: ADC bitlari, bit 10

Analog yozuvlar: ADC kanallari, 8 dona

Analog yozuvlar: ADC tezligi, kSPS 120

Analog yozuvlar: Analog taqqoslash moslamasi, 3 dona

VCC, V: 2,7 dan 5,5 gacha

ICC, mA: 16

TA, ° C: -40 dan 105 gacha

Ish: SOIC-24

AVR Garvard arxitekturasiga ega (dastur va o'zgaruvchan ma'lumotlar turli xil manzil maydonlarida saqlanadi) va RISC buyruqlar tizimiga (ish faoliyatini oshiradigan qisqartirilgan buyruqlar to'plami) ega. Hisoblash yadrosi, xotira va boshqa atrof-muhit birliklari bitta chipda joylashgan bo'lib, AVR mikrokontrollovchilarini SoC (System on Chip) ga aylantiradi.

AVR mikrokontrollerlarida flesh xotira va operativ xotiradan tashqari, programlanadigan EEPROM xotirasi mavjud. Dastur xotirasi hajmi - 512 KB gacha, 8 bitli AVR tekshirgichlarining ishlash chastotasi - 32 MGts gacha, 32 bitli - 66 MGts gacha. Ulardan ba'zilari USB interfeysi uchun mahalliy yordamga ega. Bugungi kunda 8-bitli AVR mikrokontrollerlari eskirgan va AVR32 oilasi keng tarqalmagan.

Yaqinda Atmel AVR-ni sozlash o'rniga ARM mikrokontrollarini ishlab chiqishga o'tdi. Atmel kompaniyasining ARM mikrokontrollageri Cortex-M0 +, Cortex-M3, Cortex-M4, Cortex-M7 oilalarining vakillari. ARM-ga asoslangan ushbu MCU xilma-xilligi deyarli har qanday so'rovni qondiradi. Ularning xotira hajmi va soat tezligi AVR bilan taqqoslaganda kattaroq: 2 Mbaytgacha dastur xotirasi va 160 Kbaytgacha SRAM. Ushbu mikrokontrollerlar soatiga 120 MGts gacha ishlaydi. Shuningdek, ular Atmel QTouch va USB uchun mahalliy qo'llab-quvvatlashga ega. ARM Cortex-M4 bazasidagi Atmel MCU'lari raqobatchilar orasida eng kam quvvat sarfiga ega, bu juda avtonom qurilmalarni yaratishga imkon beradi.

Yuqorida aytib o'tilgan ikkala mikrokontroller oilasi ham SPI, I2C va UART ketma-ket ma'lumotlar interfeyslarini qo'llab-quvvatlaydi.

Atmel shuningdek to'xtatilgan Intel 8051 o'rnini bosish uchun MCS-51 oilasining mikrokontrolrlarini ishlab chiqaradi. Ularning 50 dan ortiq turlari mavjud. Fleshli xotira hajmi 64 KB gacha. Ushbu oilaning mikrokontrolleyerlari (nafaqat Atmel tomonidan ishlab chiqarilgan) 30 yildan ortiq vaqt davomida turli xil elektron qurilmalarda - svetoforlar va savdo avtomatlaridan samolyotlarni yozib oluvchigacha ishlaydi.

Xulosa

Atmel Corp. dunyoda ham, Rossiya bozorida ham mikrokontroller ishlab chiqaruvchilardan biri hisoblanadi. Umumiy maqsadlar uchun mo'ljallangan ko'p yo'nalishli mikrokontrollerlarning barcha liniyalari korporatsiya tomonidan faol ravishda ishlab chiqilmoqda, doimiy ravishda yangi kristallar paydo bo'ladi, mavjud mikrosxemalar versiyalari yangilanadi, qo'llab-quvvatlash dasturi yaxshilanadi va kengaytirilmoqda.

Atmel - har xil turdagi mikroelektronik xujayralarni bitta silikon o'limiga birlashtirishga qodir bo'lgan kam sonli ilg'or kompaniyalardan biri. Silikon plitalar BiCMOS, CMOS va SiGe kabi zamonaviy texnologiyalar yordamida ishlab chiqariladi, katta hajmli doimiy xotira, mantiqiy elementlar va analog elektron xujayralar yaxlit mikrosxemaga birlashtirilgan.

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

1. Igor Krivchenko: "Elektron komponentlar" jurnali N5 2002 yil

2.http: //ru.wikipedia.org/wiki/Atmel

3.http: //www.atmel.ru/Articles/Atmel18.htm

4. https://catalog.gaw.ru/