Mikrokontroller tuzilishi

4. Mikrokontroller tuzilishi.
Mikrokontroller (MK) – bu uncha katta boʻlmagan hisoblash
resurslariga ega boʻlgan va hisoblashlar amalga oshirish uchun emas, balki
maxsus inrterfeys sxemalar yordamida aniq tashqi qurilmani samarali
mantiqiy boshqarish uchun moʻljallangan, soddalashtirilgan komandalar
tizimdan tashkil topgan ixtisoslashgan mikroEHMdir.
Eslatib oʻtamiz, mikroEHM – bu universal hisoblash tizimi boʻlib, u
mikroprotsessor, xotira, yagona bosma platada oʻrnatilgan bitta KISda
joylashtirilgan (bir kristalli mikroEHM) yoki bir nechta KIS (bitta platali
mikroEHM)larda oʻrnatilgan kirish-chiqish qurilmalari bilan moslash-tiruvchi
sxema va takt generatoridan tashkil topgan.
Birinchi mikrokontroller (i8048) 1976 - yil Intel firmasi tomonidan
tayyorlangan. 1978 - yil Motorola fimasi oʻzining birinchi MC6800
mkirokontrollerini ishlab chiqardi. 4 yildan soʻng, 1980 - yil esa Intel
oʻzining keyingi mikrokontrolleri i8048ni taklif etdi. Hozirgi kunga kelib
i8051 bilan moslashgan 200 dan ortiq mikrokontroller modifi-katsiyalari
mavjud. Ular yigirmadan ortiq kompaniyalar tomonidan ishlab chiqariladi.
Mikrokontrollerni sotish hajmi boʻyicha Renesas Electronics firmasi birinchi
oʻrinni, Freescale firmasi ikkinchi oʻrinni, Samsung firmasi uchinchi oʻrinni
egallaydi. Ulardan keyingi oʻrinlarda Microchip, TI, Atmel va boshqa firmalar
turibdi.
Ishlab chiqarilayotgan mikrokontrollerlarni shartli ravishda uch guruhga
ajratish mumkin:
1. Oʻrnatiladigan ilovalar uchun 8 razryadli MKlar. Ishlab
chiqaruvchilar tomonidan Microchip firmasining PIC rusumli hamda Atmel
firmasining AVR rusumli mikrokontrollerlari alohida sazovorga ega.
2. 16- va 32-razryadli mikrokontrollerlar. 32-razryadli mikrokontrollerlar
koʻp hollarda rangli grafik displeylarni boshqarishga moʻljallangan qurilmalar
uchun moʻljallangan boʻlib turli axborot tashuvchilarda qoʻllasa boʻladi (USB-
yoki SD- kartalar).
3. Raqamli signalli kontrolllerlar (ingl.-Digital Signal Controller) -
audio/video texnika va robotlashtirilgan majmualarni boshqarish tizimlari
uchun moʻljallangan boʻlib, yuqori tezkorlik, xotiraga koʻp oqimli xixmat
koʻrsatish tizimi va apparat matermatik komandalarning (masalan, Fure
qatorlarini tez oʻzgartirish uchun) mavjudligi bilan ajralib turadi. Birinchi iiki
turdagi MKlar bu xossalarga ega emas.
MK oilasi ichida keng tarqalgani 8 razryadli qurilmalar hisoblanadi.
Ular real obyektlarni real vaqt masshtabida boshqarishga moʻljallangan boʻlib
asosan mantiqiy operatsiyalar algoritmi qoʻllanilgan, chunki ularni qayta ishlash
tezligi protsessor razryadligiga deyarli bogʻliq emas.
8 razryadli MKlarning ommabopligi quyidagi belgilari bilan asoslanadi:
- bir oilaga mansub barcha MKlarning modulli tuzilish tamoyili. Modulli
tuzilishda bitta markaziy protsessor negizida turli MKlar ldoyihalashtiriladi.
Ular bir biridan dastur hajmi va utri, ma’lumotlar xotirasi hajmi, periferiya
qurilmalari, sinxronizatsiya chastotasi kabi kattaliklari bilan farfqanadi;
- yopiq MK arxitekturasining qoʻllanilgani. Bunda MK korpusi
chiqishlarida adres va ma’lumotlar uchun liniyalar mavjud emas;
- tipik periferiya modullarining qoʻllanilishi (taymerlar, ketma-ketli
interfeyslar kontrollerlari, analog-raqamli oʻzgartirgich va boshqalar). Turli
firmalarning MKlarining ishlash algoritmi deyarli bir xil.
Zamonaviy 8 - razryadli MKlarni ishlab chiqaruvchilari garvard
arxitekturasini qoʻllaydilar. Bu esa avtonom boshqaruv tizimlari ishlab
chiqrauvchilarga koʻp afzalliklar beradi.
Zamonaviy mikrokontrollerlar oʻta kichik oʻlchamlarga, katta hisoblash
va mantiqiy imkoniyatlarga, arzonlikka va yuqori ishonchlilikka egadirlar.
Shuning uchun ular asosida asboblar, maishiy texnikalar, mashinalar, texnologik
uskunalar bevosita oʻrnatildaigan nazorat qiluvchi va qayta ishlovchi raqamli
qurilmalar hamda avtomatika tizimlari yaratilmoqda. Mikrokontrollerlarning
qoʻllanish sohalari kengdir. Bajariladigan funktsiyalarining turli-tumanligi
mikrokontroller tuzilmalarining koʻp variantliligiga olib keldi. Ammo barcha
turdagi mikrokontroller axborotni qabul qilish, saqlash, qayta ishlash va
uzatishni amalga oshiradilar. Tabiiyki, namunaviy mikrokontroller tuzilmasi
tarkibiga yuqorida qayd etigan funktsiyalarni bajaradigan qurilmalar kiradi.
Zamonaviy mikrokontrollerninng namunaviy tuzilmasi 8.1-rasmda
keltirilgan. U quyidagilarni oʻz ichiga oladi:
1. Markaziy protsessorli qurilma (MPQ).
2. Tezkor (operativ) xotira qurilmasi (OXQ).
3. Doimiy xotira qurilmasi (DXQ).
4. Kiritish-chiqarish portlari.
Yuqorida keltirilgan elementlardan tashqari, mikrokontrollerlar albatta,
periferiya qurilmalari deb ataluvchi majmuaga ham ega boʻladi. Ular
mikrokontroller MPQ ga nisbatan perifiriya hisoblanadi, lekin mikrosxema
tarkibida joylashganlari ham mavjud. Periferiya qurilmalari axborotni tashqi
qayta ishlashini amalga oshiradilar (markaziy protsessor tomonidan
bajarilayotgan ma’lumot oʻzgartirishlardan tashqari). Bunday qurilmalarni uch
guruhga ajratish mumkin:
- inson va mikroEHM oʻrtasidagi aloqa qurilmalar (turli klaviaturalar,
indikatorlar), simvolli va grafik displeylar va x.k.);
- boshqaruv obyektlari bilan aloqa qiluvchi qurilmalar (turli datchiklar
va ijro organlari, hamda datchiklardan kelayotgan uzluksiz signallarni raqamli
signallarga va ma’lumotni ijro organlariga uzatishda teskari oʻzgartirishni amalga
oshirish uchun);
- katta hajmdagi tashqi xotira qurilmalari.
Mikrokontroller unga kiritilgan dastur asosida ishlaydi, dastur esa dasturchi
tomonidan tuziladi. Periferiya modullarining soni MK imkoniyatlarini hamda
uning narhini belgilaydi. Boshqaruv dasturi ichki DXQda saqlanadi. Dasturni
oʻchirish va modifikatsiyalash qulay, chunki zamonaviy MKlar koʻp marta
qayta yoziluvchi flesh-xotiraga ega. Dasturlash uchun odatda, ISP (In-System
Programming) interfeysi ishlatiladi. Bu interfeys MKni bosma plata panelidan
sug‘urib olishni talab etmaydi. MPQ registrlarni dastlabki oʻrnatish RESET
signali orqali amalga oshiriladi.
|