Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Информатика->Реферат
Центральный процессор (ЦП), или CPU, или процессор ПК – это специальный чип, который выполняет все основные вычислительные операции и осуществляет обр...полностью>>
Информатика->Реферат
Развитие микропроцессорной техники в области универсальных микропроцессоров идет по пути постоянного повышения их производительности. Традиционными на...полностью>>
Информатика->Контрольная работа
Информатика - молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в сам...полностью>>
Информатика->Реферат
Под логистической - описание предприятия с точки зрения движения материальных потоков, а под производственной - функциональное описание бизнеса, то ес...полностью>>

Главная > Реферат >Информатика

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Министерство образования и науки РФ

Казанский Государственный Технический Университет имени А.Н. Туполева

______________________________________

Кафедра компьютерных систем

Реферат

Микроконтроллеры общего назначения для встраиваемых приложений производства ATMEL Corporation

Казань 2009

Содержание

Введение

Термин "микроконтроллер" обычно означает отдельную микросхему, содержащую процессорное ядро и все необходимые периферийные устройства на одном кристалле для того, чтобы реализовать специализированный микрокомпьютер для задач контроля / управления. Современные микроконтроллеры, как правило, содержат целый арсенал развитых цифровых и аналоговых периферийных блоков и модулей. Некоторые их них имеют обширный набор инструкций и относительно медленно выполняют помещенные в них программы (обычно с архитектурой CISC - Complex Instruction Set Computers). Другие работают очень быстро (обычно с архитектурой RISC - Reduced Instruction Set Computers), но имеют ограниченный набор исполняемых команд. Массовое производство микроконтроллеров привело к их значительному удешевлению и, как следствие, к широчайшему использованию в разнообразном промышленном и бытовом оборудовании, особенно в 4-разрядном и 8-разрядном исполнении. Ассортимент предлагаемых микроконтроллеров на мировом рынке постоянно растет, появляются новые, более совершенные и технологичные изделия повышенной степени интеграции, новые полупроводниковые структуры, новые идеологические решения. Количество фирм-производителей также неуклонно растет при одновременном повышении их уровня технической и технологической оснащенности. Проиллюстрировать вышесказанное можно, анализируя, например, развитие микроконтроллеров, выпускаемых Atmel Corp.

Atmel Corporation — изготовитель полупроводниковых электронных компонентов. Компания основана в 1984 году в США. Корпорация Atmel хорошо известна как на мировом, так и на российском рынках электронных компонентов и является одним из признанных мировых лидеров в разработке и производстве сложных изделий современной микроэлектроники - устройств энергонезависимой памяти высокого быстродействия и минимального удельного энергопотребления, микроконтроллеров общего назначения и микросхем программируемой логики. Первый микроконтроллер Atmel появился в 1993 году и был основан на классическом микроконтроллере Intel 8051. Продукция Atmel включает микроконтроллеры MCS-51, AT91SAM и AT91CAP (основаны на ядре ARM), микроконтроллеры на их собственных ядрах Atmel AVR и AVR32, радиочастотные (RF) устройства, микросхемы памяти типов EEPROM и флеш (включая память, основанную на DataFlash), и некоторое количество других продуктов этой же отрасли. Сейчас Atmel удерживает первое место в мире по производству микросхем параллельной и последовательной EEPROM, лидирует в производстве Flash - микроконтроллеров общего назначения и входит в первую пятерку по производству EPROM, микросхем Flash - памяти и заказных СБИС класса ASIC. Возможность комбинирования нескольких типов электронных ячеек на одном кремниевом кристалле вывела Atmel на новый качественный уровень, позволив целенаправленно ориентировать свою продукцию на требуемые сегменты рынка.

В данном реферате представлены наиболее интересные и доступные в России линии микроконтроллеров, выпускаемых Atmel Corp. Совершенно сознательно вне рассмотрения оставлены микропроцессоры и микроконтроллеры для специальных применений, аэрокосмического назначения, микроконтроллеры для изделий класса Smart Cards а также некоторые узкоспециализированные семейства (USB, DVD, Bluetooth, WIreless LAN, энергосчетчики и др.)

Все микроконтроллеры общего назначения Atmel можно разделить на четыре большие группы:

  • С архитектурой С51

  • MARC4

  • ARM Thumb

  • AVR 8-bit RISC

Поскольку разрядность, объемы массивов памяти, набор периферийных узлов и построение схем тактирования существенно различаются как между группами, так и между микроконтроллерами внутри каждой группы, то приведенное здесь описание основных возможностей кристаллов не будет полным. Конкретные детали, подробные описания структуры микроконтроллеров, особенности построения и функционирования периферийных блоков приводятся в оригинальной технической документации Atmel Corp.

Архитектура С51

8-разрядные микроконтроллеры архитектуры С51, разработанной фирмой Intel, уже много лет лидируют на мировом рынке как по количеству разновидностей, так и по количеству выпускающих их фирм. Основными производителями "семейств" С51 являются Philips, Atmel, Siemens, Intel, Winbond, Dallas, OKI, Cygnal и ряд других.

Высокая популярность микроконтроллеров архитектуры С51 производства Atmel была обусловлена удачным стратегическим решением корпорации. Объединив передовую Flash-технологию энергонезависимой памяти с популярным процессорным ядром, Atmel Corp. первой в мире реализовала электрически стираемые и программируемые Flash- 8х51 как современную альтернативу масочным версиям и дорогим микроконтроллерам С51 с ультрафиолетовым стиранием, потеснив на рынке таких лидеров как Philips, Siemens, Intel и Motorola. Агрессивная ценовая политика компании довершила процесс вытеснения EPROM- микроконтроллеров с рынка. Начиная с 1995 года, Atmel ежегодно удваивала объемы продаж своих кристаллов 8х51. Лишь к 2000 году положение выровнялось, когда остальные производители тоже освоили серийный выпуск Flash-микроконтроллеров 8х51. Но до сих пор семейство AT89C/S Atmel Corp. пользуется заслуженной популярностью у разработчиков и производителей электронной аппаратуры. Спрос на микросхемы этого класса остается стабильным. За последние годы объем их производства у корпорации постоянно увеличивается, причем основной прирост наблюдается для однократно программируемых и QuickFlash кристаллов - 87F5x и 80F5x.

Основная новость 2002 года - окончательное приобретение Atmel Corp. фирмы Temic. Процесс интеграции производственных мощностей и каналов распространения конечной продукции был полностью завершен к марту 2002. Компания с логотипом "Atmel Wireless & uControllers", как и ранее компания "Temic", прекратила свое существование. Все выпускавшиеся ранее кристаллы Temic - Atmel W&uC, включая микроконтроллеры общего назначения, перешли к Atmel Corp. Это существенно расширило спектр продукции Atmel в группе микроконтроллеров С51. Добавилась многочисленная группа высоконадежных масочных (ROM), однократно программируемых (OTP), работающих с внешней памятью программ (ROMless) и Flash-микроконтроллеров семейства С51, имеющих развитую структуру и обширный набор периферийных блоков. По сути, количество разнообразных кристаллов 8х51, предлагаемых Atmel Corp., выросло со 2-го квартала 2002 года почти втрое.

Основные изменения коснулись объемов памяти на кристалле, специализированных периферийных модулей, систем "жизнеобеспечения", типов предлагаемых корпусов микроконтроллеров и количества линий ввода/вывода. Появилась возможность оптимального выбора микроконтроллера с небольшим количеством внешних выводов, энергонезависимой памятью данных EEPROM, аналого-цифровым преобразователем, модулем таймеров/счетчиков с функцией "захват/сравнение", коммуникационными интерфейсами I2C/uWire/SPI/UART, клавиатурным интерфейсом, массивом памяти программ до 64К и памяти данных SRAM до 1280 байт, а также использовать различные комбинации этих и других параметров. Из оригинальных разработок Atmel отметим кристаллы, ориентированные на специальные сегменты рынка и содержащие блоки CAN - интерфейса 2.0A/2.0B, MP3 - декодера и мультимедийного интерфейса MMC для аудиоприложений, интерфейса ISO7816-3 для построения считывателей Smart Cards, а также специальные контроллеры для систем сбора/обработки данных.

Многие микроконтроллеры С51 производства Atmel поддерживают режим скоростного внутрисхемного программирования Flash-памяти программ в системе (ISP), в том числе и на целевой плате. Процесс программирования может осуществляться через различные коммуникационные каналы (SPI, UART, I2C, CAN), при этом используется рабочее напряжение питания микросхемы. Это позволяет обновлять содержимое памяти программ в ходе жизни конечного изделия. Некоторые микроконтроллеры имеют специальное скоростное ядро (обозначение Х2), что означает возможность удвоения внутренней тактовой частоты процессора и/или периферийных блоков по сравнению с частотой, задаваемой внешним источником. Снижается уровень электромагнитных помех, создаваемый кристаллом, и его энергопотребление, так как для получения той же производительности требуется меньшее значение внешней опорной частоты. Кроме того, это заметно снижает стоимость микросхем. Для отдельных кристаллов с функцией Х2 реализована интересная возможность "самопрограммирования" памяти программ (SPM). Это означает, что микроконтроллер способен самостоятельно, без внешнего программатора переписывать содержимое ячеек во Flash-памяти программ, т.е. изменять алгоритм своего функционирования и далее работать уже по новой программе. Например, можно написать и сохранить несколько рабочих версий программы для конкретного приложения в микросхеме внешней памяти, а затем по мере необходимости или по реакции на какие-нибудь события перегружать рабочие программы в тот же самый микроконтроллер через выбранный коммуникационный канал, не извлекая его из печатной платы.

Корпорация Atmel также предлагает высокопроизводительные 8/16 разрядные микроконтроллеры, базирующиеся на С251-архитектуре Intel. Микроконтроллеры семейства С251 при полной совместимости с их 8051-прототипами обеспечивают значительное повышение быстродействия.

Atmel Corp. постоянно совершенствует микроконтроллеры семейства С51, планомерно переводя их производство на проектные нормы 0,35 мкм. Так, с июня 2002 года серийно выпускаются две новых микросхемы - AT89S51 и AT89S52. Эти микроконтроллеры полностью совместимы с хорошо известными версиями AT89C51/52 и снабжены функцией программирования в системе.

К сожалению, корпорация Atmel практически полностью отказалась от производства микроконтроллеров С51 в автомобильном и военном температурных диапазонах. Подавляющее большинство этих микросхем не будет выпускаться для работы при температурах ниже -40С и выше +85С. Исключение составляют лишь отдельные версии микроконтроллеров бывшего Temic (включая представителей семейства С251), способные работать в автомобильном (-40С...+125С) и военном (-55С...+125С) температурных диапазонах. Но это скорее исключение, чем правило. Как минимум, все перепрограммируемые Flash-микроконтроллеры Atmel работают только в коммерческом и индустриальном температурном диапазонах.

Средства поддержки разработок для микроконтроллеров С51 чрезвычайно развиты и широко распространены. Можно подобрать набор средств разработки практически любого уровня сложности - от стартового до профессионального. Выпускаются разнообразные компиляторы с языков высокого уровня, ассемблеры, отладчики, операционные системы реального времени, отладочные платы и комплексы, внутрисхемные эмуляторы, программаторы. Многие программные средства доступны в свободных, ограниченных по времени использования / размеру кода или просто бесплатных (GNU) версиях.



Похожие страницы:

  1. Аппаратно-программные средства периферийных устройств системы сбора показаний счетчиков тепловой

    Реферат >> Информатика
    ... в производстве широкого спектра устройств энергонезависимой памяти высокого быстродействия и минимального удельного энергопотребления, микроконтроллеров общего назначения ...
  2. Особенности разработки микропроцессорной системы и устройства для чтения электронных книг

    Дипломная работа >> Информатика
    ... при производстве. Сложившаяся ... общего назначения, 32 рабочих регистра общего назначения ... микроконтроллер AT90S8515, обеспечивающий гибкое и экономически- высокоэффективное решение для многих приложений встраиваемых ... Atmel Corporation, http://www.atmel ...
  3. Управляющий модуль устройства проверки автоматических выключателей первичным током

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... встраиваемых ... Общие сведения 5.1.1 Назначение и условия применения программы Разрабатываемая программа предназначена для управления микроконтроллером ... микроконтроллером представлен в приложении ... устройства в производство является ... 10SU ATMEL Corporation ...
  4. Разработка солнечных часов

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... общие принципы разработки устройств на микроконтроллерах и внедрения их в производство ... общего назначения, 32 рабочих регистра общего назначения ... Приложении А. Готовый hex-файл для загрузки в микроконтроллер в Приложении ... Atmel Corporation, http://www.atmel. ...
  5. Разработка инфракрасного пульта и приемника дистанционного управления

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... дешевые микроконтроллеры, встраиваемые в ... для управления телевизором был разработан американской компанией Zenith Radio Corporation ... возможным производство ... 64 регистра общего назначения (ОЗУ) ... Приложение В Программа прошивки микроконтроллера PIC12F629 для ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0089218616485596