info@panadisplay.com
Microcontrolador Integració superior

Microcontrolador Integració superior

Mar 08, 2019

Els microcontroladors no poden implementar una adreça externa o un bus de dades, ja que integren la memòria RAM i la memòria no volàtil en el mateix xip que la CPU. Utilitzant menys pins, el xip es pot col·locar en un paquet molt més petit i més barat.


Integrar la memòria i altres perifèrics en un sol xip i provar-los com a unitat augmenta el cost d'aquest xip, però sovint provoca una disminució del cost net del sistema integrat. Fins i tot si el cost d’una CPU que té perifèrics integrats és lleugerament superior al cost d’una CPU i perifèrics externs, tenir menys xips normalment permeten una placa de circuit més petita i barata i redueix el treball necessari per muntar i provar la placa de circuit. addicional a la tendència a disminuir la taxa de defecte per al muntatge acabat.


Un micro-controlador és un sol circuit integrat, comunament amb les següents característiques:


Unitat de processament centralitzada: des de petits i senzills processadors de 4 bits fins a processadors complexos de 32 o 64 bits

memòria volàtil (RAM) per a l'emmagatzematge de dades

ROM, EPROM, EEPROM o memòria Flash per a emmagatzematge de paràmetres de programa i operació

bits d’entrada i sortida discrets, que permeten controlar o detectar l’estat lògic d’un pin de paquet individual

entrada / sortida en sèrie com ara ports sèrie (UART)

altres interfícies de comunicacions en sèrie com I²C, interfície de perifèrics en sèrie i xarxa d’àrea de controladors per a la interconnexió del sistema

perifèrics com ara temporitzadors, comptadors d'esdeveniments, generadors de PWM i vigilant

generador de rellotge - sovint un oscil·lador per a un cristall de sincronització de quars, ressonador o circuit RC

molts inclouen convertidors analògics a digitals, alguns inclouen convertidors digitals a analògics

programació en circuit i suport de depuració en circuit

Aquesta integració redueix dràsticament el nombre de xips i la quantitat de cablejat i de l'espai de la placa de circuit que es necessitarien per produir sistemes equivalents mitjançant xips separats. A més, en dispositius de recompte de pines baixos en particular, cada agulla es pot connectar a diversos perifèrics interns, amb la funció de pin seleccionada pel programari. Això permet que una peça s’utilitzi en una varietat més àmplia d’aplicacions que si els pins tinguessin funcions dedicades.


Els microcontroladors han demostrat ser molt populars en els sistemes encastats des de la seva introducció en la dècada de 1970.


Alguns microcontroladors utilitzen una arquitectura de Harvard: busos de memòria separats per a instruccions i dades, que permeten que els accessos tinguin lloc simultàniament. Quan s’utilitza una arquitectura de Harvard, les paraules d’instrucció per al processador poden tenir una mida de bits diferent de la de la memòria interna i dels registres; per exemple: instruccions de 12 bits utilitzades amb registres de dades de 8 bits.


La decisió de la qual integrar el perifèric és sovint difícil. Els proveïdors de microcontroladors sovint comercien les freqüències d’operació i la flexibilitat del disseny del sistema davant els requeriments del temps de comercialització dels seus clients i el cost general del sistema. Els fabricants han d’equilibrar la necessitat de minimitzar la mida d’un xip contra funcionalitats addicionals.


Les arquitectures de microcontroladors varien àmpliament. Alguns dissenys inclouen nuclis de microprocessador d'ús general, amb una o més funcions ROM, RAM o E / S integrades al paquet. Altres dissenys estan pensats per a aplicacions de control. Un conjunt d'instruccions de microcontrolador sol tenir moltes instruccions destinades a la manipulació de bits (operacions de bits) per fer més compactes els programes de control. [27] Per exemple, un processador de propòsit general pot requerir diverses instruccions per provar una mica en un registre i una branca si el bit està configurat, on un micro-controlador podria tenir una sola instrucció per proporcionar aquesta funció habitual.


Tradicionalment, els microcontroladors no tenen un coprocessador matemàtic, de manera que l'aritmètica de punt flotant es realitza mitjançant programari. No obstant això, alguns dissenys recents inclouen funcions optimitzades per FPU i DSP. Un exemple seria la línia basada en MIPS PIC32 de Microchip.