Введение в микропроцессорную технику

в 5 раз больше, чем приложений в области телекоммуникаций

фирма-основатель процессорной техники.
1971 г. – первый 4-х битовый микропроцессор Intel

4004 для калькулятора (заменил 12 специализированных микросхем) –740 кГц, 16 контактов, 2250 транзисторов, 640 байт – ОЗУ, 4 К байта ПЗУ.
1972 г. – первый 8-и битный микропроцессор Intel 8008.
1974 г. – микропроцессор Intel 8080 с тактовой частотой 1,77 МГц и объемом прямо адресуемой памяти 64 Кбайта, 4500 транзисторов – революция в микропроцессорной технике.
1975 г. – первый персональный компьютер Altair на базе Intel 8080 и интерпретатором языка Basic.
1976 г. – 8-разрядные микропроцессоры Motorola 6502. Популярные ПК на их основе Apple и Commodore.
Начало конкуренции на процессорном рынке: Motorola, NEC, AMD и др.

для встроенных применений.
1978 г. – первый 16-разрядный микропроцессор Intel 8086/8088.

Начало эры первого поколения персональных компьютеров PC-XT.
1982 г. - первые 16-разрядные микроконтроллеры MCS-96 для встроенных систем.
1984 г. – персональные компьютеры второго поколения PC-AT на базе Intel 80286.
1985 г. – первый 32-разрядный микропроцессор Intel 80386 (275 тыс. транзисторов). Начало эры превращения персонального компьютера в мини-компьютер.
1993 г. - процессор Pentium по суперскалярной технологии, (3.1 млн. транзисторов).
1995 г. – процессор Pentium Pro – интеграция преимуществ нескольких архитектур CISC и RISC.
1996 г. – первые сигнальные микроконтроллеры MCS-296 для встроенных систем.
2000 г. – процессор Pentium 4 – 42 млн. транзисторов.

Закон Гордона Мура (сформулирован еще в 1965 г.) – производительность и степень интеграции микросхемы удваивается каждые полтора-два года при сохранении ее стоимости – подтверждается для микропроцессоров!

персональных компьютеров и несколько серий микроконтрол-леров:
Intel 8080

плотность кода
Программная совместимость
До 1.1 ГГц
Лучший DSP компилятор, простой в

использовании
Программная совместимость

До 400 расширенных прецизионных млн.оп./с
Высокая эффективность C/C++ кода для управления
Программная совместимость

C5000™ DSP

C6000™ DSP

Управление в реальном времени

Связь, видео, аудио, бытовая техника

Обработка изображений, слежение, спецтехника

Оптимизировано
для Управления

Оптимизировано
по Потреблению

Высокой
производительности

управления процессом обработки .
Микропроцессор – процессор, выполненный на кристалле большой

интегральной схемы (БИС процессора).
Память – устройство для хранения данных, обычно в виде одной или нескольких БИС памяти.
Устройство ввода/вывода, периферийное устройство – устройство, предназначенное для сопряжения процессора с объектом управления и преобразования данных (регистры, порты ввода/вывода, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и т.д.), обычно в виде БИС периферийного устройства.
Программируемое периферийное устройство – БИС периферийного устройства, допускающая программную перенастройку режима работы (программируемые порты ввода/вывода, таймеры, контроллеры прерываний, контроллеры прямого доступа в память, ШИМ-генераторы и т.д.).

процессора, памяти и периферии (обычно БИС процессора, БИС памяти, БИС

периферийных устройств и дополнительные согласующие элементы).

БИС микропроцессора

БИС памяти

БИС устройств ввода-ввода

Микропроцессорная система

Одно-платная микропроцессорная система – МПС, расположенная на одной печатной плате.
Много-платная микропроцессорная система – МПС, расположенная на нескольких печатных платах, имеющих общий конструктив (крейт или мезонинную конструкцию) и общий межплатный интерфейс.

в состав оборудования, - силового преобразователя, источника питания, комплектного электропривода.

Распределенная микропроцессорная система – МПС, состоящая из нескольких конструктивно самостоятельных микропроцессорных устройств, связанных между собой стандартными каналами связи (интерфейсами). Пример: контроллеры электропривода, пульты оперативного управления, модули дискретного ввода/вывода, объединенные CAN-шиной и входящие в состав преобразователя частоты.
Микроконтроллер – микропроцессорная система, полностью интегрированная на кристалл БИС и имеющая в своем составе процессор, память и определенный набор периферийных устройств.
Система на кристалле – БИС, интегрирующая функции процессора, памяти и некоторых периферийных устройств. Микроконтроллер – это тоже система на кристалле с развитыми функциями ввода/вывода.

микроконтроллер, предназначенный для цифровой обработки сигналов, имеющий адаптированную для этой

цели архитектуру и систему команд. Отличается высокой производительностью, наличием аппаратных умножителей и специальных режимов адресации, обеспечивающих эффективное решение задач цифровой фильтрации и регулирования.
Серия микропроцессоров или микроконтроллеров – серия устройств, ориентированных на определенную область применения и разработанных по унифицированной архитектуре с общей системой команд, отличающихся друг от друга тактовой частотой (производительностью), объемом встроенной памяти программ и данных, набором интегрированных на кристалл периферийных устройств, типом корпуса.
Специализированные микропроцессоры и микроконтроллеры – предназначены для использования в определенной области техники: в компьютерной индустрии, в связи, в автомобильной технике, в атомной энергетике и других особенно ответственных объектах, в промышленной автоматике, в силовой электронике и комплектных электроприводах (Motor Control).

правило, процессора и программируемых периферийных устройств (портов ввода/вывода параллельной и

последовательной информации, таймеров/счетчиков, контроллеров прерываний, контроллеров прямого доступа в память и т. д.), выполненный по единой технологии и предназначенный для построения законченных микропроцессорных систем.
Цифровая система управления реального времени – система управления, работающая в условиях жесткого ограничения времени, когда каждая из задач должна быть решена в пределах отведенного для нее интервала квантования (дискретизации) по времени. Все системы управления приводами – системы управления реального времени.
Кросс-средства – набор программ на персональном компьютере, обеспечивающий полный цикл программирования микропроцессорной системы на Ассемблере и языках высокого уровня с возможностью загрузки и отладки ПО (транслятор с Ассемблера, комплятор С/С++ или любого другого языка высокого уровня, компоновщик, библиотекарь, загрузчик и др.).

компьютерная среда с полным набором кросс-средств и системой интеллектуальной помощи

разработчикам, расширенная редактором, симулятором, программатором и т.д.
Промышленный программируемый контроллер (ППК) – модульная микропроцессорная система управления в промышленном исполнении, предназначенная для решения задач комплексной автоматизации производства, имеющая адаптированную для этой цели среду разработки программного обеспечения и специализированные языки программирования (релейно-контакторных схем, булевой алгебры, графов и т. д.). ППК используется в качестве устройства управления верхнего уровня для управления цифровыми электроприводами.
Промышленный компьютер (ПК) – универсальный компьютер в промышленном исполнении, предназначенный для автоматизации производства. Отличается от персонального компьютера корпусом, обеспечивающим защиту от внешних воздействий (температуры, влажности, пыли, ударов и т.д.).

современных микроконтроллеров