Mikrokontroller tizimlari xotirasining asosiy turlari

|
Mikrokontroller tizimlari xotirasining asosiy turlari
|
bet | 6/8 | Sana | 21.05.2024 | Hajmi | 0,83 Mb. | | #248410 |
Mikrokontroller tizimlari xotirasining asosiy turlari
Mikrokontroller tizimida to'rtta asosiy xotira turi qo'llaniladi. Dastur xotirasi - bu dastur kodini (ko'rsatmalari) va konstantalarni saqlash uchun mo'ljallangan faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira (ROM). Dasturni bajarish jarayonida uning mazmuni o'zgarmaydi. Ma'lumotlar xotirasi dasturni bajarish jarayonida o'zgaruvchilarni saqlash uchun mo'ljallangan va operativ xotira hisoblanadi. MK registrlari - bu turdagi xotiraga ichki protsessor registrlari va periferik qurilmalarni (maxsus funksiya registrlari) boshqarish uchun foydalaniladigan registrlar kiradi. Tashqi xotira - bu funksiyani kengaytirish uchun mikrokontroller tizimiga ulangan qo'shimcha xotira.
Dastur xotirasi
Dastur xotirasining asosiy xususiyati uning o'zgarmasligi, ya'ni quvvat bo'lmaganda dasturni saqlash qobiliyatidir. MK foydalanuvchilari nuqtai nazaridan o'zgaruvchan bo'lmagan dastur xotirasining quyidagi turlarini ajratib ko'rsatish kerak:
Mask turi ROM - maska-ROM. Ushbu turdagi ROM hujayralarining tarkibi uni ishlab chiqarish jarayonida niqoblar yordamida kiritiladi va ularni keyinchalik almashtirib yoki qayta dasturlash mumkin emas. Shuning uchun, ushbu turdagi dastur xotirasiga ega bo'lgan MK-lardan faqat etarlicha uzoq sinovdan foydalanishdan keyin foydalanish kerak. Ushbu xotiraning asosiy kamchiligi - yangi fotomaskalar to'plamini yaratish va ularni ishlab chiqarishga tatbiq etish uchun katta xarajatlar talab etiladi. Odatda, bu jarayon 2-3 oy davom etadi va faqat o'n minglab qurilmalarni ishlab chiqarishda iqtisodiy jihatdan foydalidir. Maska tipidagi ROMlar natijani keyingi kuzatish bilan zavod dasturlash tufayli ma'lumotlarni saqlashning yuqori ishonchliligini ta'minlaydi.
Ultraviyole o'chirishga ega foydalanuvchi tomonidan dasturlashtiriladigan ROM'lar - EPROM (O'chiriladi Programmable ROM). Ushbu turdagi ROM elektr signallari bilan dasturlashtirilgan va ultrabinafsha nurlanish yordamida o'chiriladi. EPROM xotira xujayrasi suzuvchi eshikli MOS tranzistori bo'lib, tegishli elektr signallari qo'llanilganda zaryad boshqaruv eshigidan uzatiladi. Hujayra tarkibini yo'q qilish uchun u ultrabinafsha nurlar bilan nurlanadi, bu esa potentsial to'siqni engib o'tish va substratga oqishi uchun suzuvchi eshikdagi zaryadga etarli energiya beradi. Bu jarayon bir necha soniyadan bir necha daqiqagacha davom etishi mumkin. EPROM-ga ega MCUlar bir nechta dasturlash imkonini beradi va ultrabinafsha nurlarga kirish uchun kvarts oynasi bo'lgan keramik qutida mavjud. Bunday ish juda qimmat, bu MK narxini sezilarli darajada oshiradi. EPROMli MK narxini pasaytirish uchun u oynasiz qutiga (bir martalik dasturlash bilan EPROM versiyasi) biriktirilgan.
Foydalanuvchi tomonidan bir marta dasturlashtirilgan ROMlar OTPROM (One-Time Programmable ROM) hisoblanadi. Ular EPROM-ning versiyasi bo'lib, unga asoslangan MK narxini pasaytirish uchun oynasiz qutida qilingan. Bunday paketlardan foydalanishda xarajatlarning pasayishi shunchalik muhimki, yaqinda EPROM ning ushbu versiyalari ko'pincha niqobli ROMlar o'rniga ishlatiladi.
Elektr o'chirishga ega foydalanuvchi tomonidan dasturlashtiriladigan ROMlar - EEPROM (Elektrik o'chirilishi mumkin bo'lgan programlanadigan ROM). Ushbu turdagi ROMni yangi avlod EPROM deb hisoblash mumkin, unda tunnel mexanizmlari yordamida xotira hujayralari ham elektr signallari bilan o'chiriladi. EEPROM-dan foydalanish MKni platadan olib tashlamasdan o'chirish va dasturlash imkonini beradi. Shu tarzda siz dasturiy ta'minotni disk raskadrovka qilishingiz va yangilashingiz mumkin. Bu mikrokontroller tizimlarini yaratishning dastlabki bosqichlarida yoki ularni o'rganish jarayonida, tizimning nosozlik sabablarini izlashga va dastur xotirasini o'chirish-dastur tsikllarini bajarishga ko'p vaqt sarflanganda katta foyda keltiradi. Narxlari bo'yicha EEPROMlar OTPROM va EPROM o'rtasida o'rta o'rinni egallaydi. EEPROM xotira dasturlash texnologiyasi bayt-bayt o'chirish va hujayra dasturlash imkonini beradi. EEPROM ning aniq afzalliklariga qaramay, dasturlarni saqlash uchun faqat noyob MK modellari bunday xotiradan foydalanadi. Buning sababi, birinchidan, EEPROMlar cheklangan xotira hajmiga ega. Ikkinchidan, deyarli bir vaqtning o'zida EEPROM bilan bir xil iste'molchi xususiyatlariga ega bo'lgan Flash ROMlar paydo bo'ldi;
Flash turidagi elektr o'chiriladigan ROM - Flash-ROM. Funktsional jihatdan Flash xotira EEPROM dan kam farq qiladi. Asosiy farq - yozib olingan ma'lumotlarni o'chirish usuli. EEPROM xotirasida o'chirish har bir katak uchun alohida amalga oshiriladi, lekin Flash xotirada o'chirish faqat butun bloklarda amalga oshirilishi mumkin. Agar bitta Flash xotira yacheykasi tarkibini o'zgartirish kerak bo'lsa, siz butun qurilmani qayta dasturlashingiz kerak bo'ladi. EEPROM bilan solishtirganda dekodlash sxemalarini soddalashtirish Flash xotirali MCU'lar nafaqat bir martalik dasturlashtiriladigan ROM'larga ega MCU'lar bilan, balki maskalangan ROMlar bilan ham raqobatbardosh bo'lishiga olib keldi.
Ma'lumotlar xotirasi
MK ma'lumotlar xotirasi odatda statik RAMga asoslanadi. "Statik" atamasi, MK ning soat chastotasi o'zboshimchalik bilan kichik qiymatlarga (quvvat sarfini kamaytirish uchun) kamaytirilganda RAM hujayralarining tarkibi saqlanib qolishini anglatadi. Aksariyat MK-larda "ma'lumotni saqlash kuchlanishi" kabi parametr mavjud - USTABY - Ta'minot kuchlanishi UDDMIN minimal ruxsat etilgan darajadan pastga tushganda, lekin USTANDBY darajasidan yuqori bo'lsa, MK dasturining ishi bajarilmaydi, lekin RAMdagi ma'lumotlar. saqlangan. Ta'minot kuchlanishi tiklanganda, MCni qayta o'rnatish va ma'lumotlarni yo'qotmasdan dasturni bajarishni davom ettirish mumkin bo'ladi. Saqlash kuchlanish darajasi odatda taxminan 1 V ni tashkil qiladi, bu kerak bo'lganda MK ni avtonom manbadan (batareya) quvvatga o'tkazish va ushbu rejimda RAM ma'lumotlarini saqlash imkonini beradi.
MK ma'lumotlarining xotira hajmi, qoida tariqasida, kichik va odatda o'nlab va yuzlab baytlarni tashkil qiladi. MK uchun dasturlarni ishlab chiqishda ushbu holat hisobga olinishi kerak. Shunday qilib, MKni dasturlashda, agar iloji bo'lsa, konstantalar o'zgaruvchilar sifatida saqlanmaydi, balki ROM dasturiga kiritiladi. MK ning apparat imkoniyatlari maksimal darajada, xususan, taymerlardan foydalaniladi. Amaliy dasturlar katta hajmdagi ma'lumotlardan foydalanmasdan ishlashga qaratilgan bo'lishi kerak.
Mikrokontroller registrlari
Barcha MPUlar singari, MKlar ham o'z resurslarini boshqarish uchun foydalaniladigan registrlar to'plamiga ega. Ushbu registrlar odatda protsessor registrlarini (akkumulyator, holat registrlari, indeks registrlari), boshqaruv registrlarini (uzilishni boshqarish registrlari, taymerni boshqarish registrlari), ma'lumotlarni kiritish/chiqarishni ta'minlovchi registrlarni (port ma'lumotlar registrlari, parallel, ketma-ket yoki analog kirish/chiqishni boshqarish registrlari) o'z ichiga oladi. . Ushbu registrlarga turli yo'llar bilan kirish mumkin.
RISC protsessoriga ega MCUda barcha registrlar (ko'pincha batareya) aniq ko'rsatilgan manzillarda joylashgan. Bu protsessorning ishlashida ko'proq moslashuvchanlikni ta'minlaydi.
MK manzil maydonida registrlarni joylashtirish muhim masalalardan biridir. Ba'zi MCUlarda barcha registrlar va ma'lumotlar xotirasi bir xil manzil maydonida joylashgan. Bu ma'lumotlar xotirasi registrlar bilan birlashtirilganligini bildiradi. Ushbu yondashuv "MK resurslarini xotiraga xaritalash" deb ataladi.
Boshqa MKlarda kiritish-chiqarish qurilmalarining manzil maydoni umumiy xotira maydonidan ajratilgan. Alohida kiritish-chiqarish maydoni Garvard-arxitektura protsessorlariga kiritish-chiqarish registriga kirish paytida ko'rsatmalarni o'qish qobiliyatini ta'minlaydi.
|
| |