Technika mikroprocesorowa. W. Daca, Politechnika Szczecińska, Wydział Elektryczny, 2007/08

Transkrypt

1 Mikrokontrolery 16-bitowe Oferowane obecnie na rynku mikrokontrolery 16-bitowe opracowane zostały pomiędzy połowa lat 80-tych a początkiem lat 90-tych. Ich powstanie było naturalną konsekwencją ograniczeń mikrokontrolerów 8-bitowych wynikających z ich małych mocy obliczeniowych. Projektowanie mikrokontrolerów 16-bitowych odbywało się od podstaw, tj. bez przejmowania rozwiązań z istniejących w tym czasie na rynku mikroprocesorów 8- bitowych. Jednostki centralne mikrokontrolerów 16-bitowych opracowanych w latach 80-tych wykorzystują architekturę CISC. Jedynie nieliczne rodziny wprowadzone później, jak np. rodzina firmy Siemens/Infineon opracowana na początku lat 90-tych wykorzystuje architekturę RISC. Nowe rodziny mikrokontrolerów 16-bitowych nie są w ostatnich latach wprowadzane na rynek. Natomiast rodziny istniejące są nadal rozwijane. Ogólnie rodzin mikrokontrolerów 16-bitowych jest w chwili obecnej na rynku poniżej 10-ciu, zatem znacznie mniej niż rodzin mikrokontrolerów 8-bitowych. 1

2 Przykładowe rodziny mikrokontrolerów 16-bitowych oznaczenie rodziny MCS-96/296 MPS430 HC12/HC16 C166 producent Intel Texas Instruments Motorola/Freescale Siemens/Infiineon 2

3 Mikrokontrolery rodziny MCS-96/296 Pierwszą rodziną mikrokontrolerów 16-bitowych wprowadzoną na rynek była rodzina 80C96 firmy Intel. Rodzina ta jest nie jest już przez firmę Intel rozwijana. Ostatnia liną rozwojową wchodzącą w skład tej rodziny są mikrokontrolery 80C296 wprowadzone na rynek w 1998 roku. Mikrokontrolery te przeznaczone są do zastosowań w bardzo różnych dziedzinach. W zależności od dziedziny zastosowań w strukturze tych układów integrowane są rożne zestawy urządzeń peryferyjnych: Event Processor Array (EPA) High-Speed Input/Output (HSIO) Motion Control CAN-Control - kontrola zdarzeń zewnętrznych - szybkie układy wejść i wyjść - sterowanie napędami - automatyka 3

4 Mikrokontrolery rodziny MSP-430 Firma Texas Instruments oferuje opracowana przez siebie rodzinę MSP-430. Jest ona nadal rozwijana. Najważniejszą cecha rodziny jest MPS430 jest ultra niski pobór mocy oraz możliwość bezpośredniej współpracy z wyświetlaczami LCD. Jest to ważne w przypadku urządzeń o zasilaniu bateryjnym. 4

5 Mikrokontrolery rodziny HC12/HC16 Firma Motorola/Freescale oferuje dwie rodziny mikrokontrolerów 16-bitowych. Są to: HC12 i HC16 Mikrokontrolery te ewaluowały od ogólnych zastosowań do wyspecjalizowanych aplikacji w dziedzinie automotive 5

6 Mikrokontrolery rodziny 166 Firma Siemens/Infineon oferuje klika rodzin mikrokontrolerów 16-bitowych. Są to: C166 XC166 XE166 Są to nowoczesne mikrokontrolery wykorzystujące architekturę RISC Główne dziedziny zastosowań tych mikrokontrolerów to: industrial control telecomuncation automotive 6

7 Mikrokontrolery rodziny 166 jednostka centralna pamięć ROM pamięć RAM w e w n ę- tr zn e s z y n y s y s te m o - we układ przerwań sterownik zewnętrznych szyn systemowych wewnętrzne urządzenia peryferyjne porty Ogólny schemat blokowy mikrokontrolerów z rodziny 166 jest strukturą typowego mikrokontrolera zbliżoną do struktury układu Komunikacja jednostki centralnej z pamięciami oraz z wewnętrznymi urządzeniami peryferyjnymi odbywa się oddzielnymi szynami. Takie rozwiązanie przy połączeniu z jednostką centralną o architekturze potokowej znacznie zwiększa prędkość działania mikrokontrolera 7

8 Mikrokontrolery rodziny 166 Podstawowe zalety rodziny mikrokontrolerów to: nowoczesna i bardzo wydajna jednostka centralna o architekturze RISC o mocy obliczeniowej ok. 10 MIPS przy częstotliwości taktowania 20MHz bardzo szybki i rozbudowany układ przerwań, m.in. nowego typu PEC bogaty zestaw urządzeń peryferyjnych zawartych w strukturze mikrokontrolera elastyczna możliwość podłączania pamięci zewnętrznych, zarówno 8- jak i 16-bitowych 8

9 Mikrokontrolery 8/16 bit Istnieje kilka rodzin mikrokontrolerów umiejscowionych pomiędzy mikrokontrolerami 8- i 16- bitowymi Jednostki centralne tych mikrokontrolerów mają wewnętrzną architekturę 16-bitową, lecz komunikują się z otoczeniem poprzez szyny 8-bitowe. oznaczenie rodziny MCS251 ST9 XA producent Intel ST Microelectronics Philips 9

10 Mikrokontrolery DSP 16 bit Na rynku oferowane są ponadto mikrokontrolery 16-bitowe wywodzące się w procesorów ukierunkowanych na cyfrowe przetwarzanie danych, tzw. procesorów DSP. Z tej grupy mikrokontrolerów szczególnie rozpowszechnione są produkty firm Texas Instruments oraz Analog Devices nazwa rodziny TMS320 ADSP21 producent Texas Instruments Analog Devices 10