Pamięci Układy pamięci kontaktują się z otoczeniem poprzez szynę danych, szynę owa i szynę sterującą. Szerokość szyny danych określa liczbę bitów zapamiętywanych do pamięci lub czytanych z pamięci w trakcie pojedynczej operacji komunikacji z pamięcią. Szerokość szyny owej określa maksymalną liczbę komórek które mogą być zapamiętane w danym układzie pamięci. Sygnały wchodzące w skład szyny sterującej są uzależnione od konkretnego typu pamięci. Często są to: CE (chip enable) OE (output enable) WE (write enable) szyna danych szyna sterująca szyna owa 3 2 1 0 1
Przegląd podstawowych układów pamięci Własności pamięci Zawartość pamięci nie zanika wraz z wyłączeniem napięcia zasilania. Z pamięci można czytać lecz nie można do niej wpisywać danych. Umieszczanie danych w pamięci wymaga specjalnego procesu zwanego programowaniem. Stosowane typy pamięci ROM (read only memory) - programowania zawartości pamięci następuje w procesie produkcyjnym i nie może być przeprowadzone przez użytkownika EPROM (erasable programmable ROM) - pamięci z możliwością kasowania dotychczasowej zawartości promieniami ultrafioletowymi i wprowadzania nowej zawartości przy pomocy zewnętrznego programatora. Umieszczane są w obudowach z okienkiem kwarcowym w celu umożliwienia kasowania. OTP (one time programmable) pamięci typu EPROM umieszczane w obudowach bez okienka kwarcowego. Dlatego jest możliwe tylko jednokrotne zaprogramowanie pamięci bez możliwości skasowania jej zawartości. FLASH (bulk erasable non-volatile memory) - pamięci z możliwością kasowania zawartości i programowania bezpośrednio w systemie mikroprocesorowym Zawartość pamięci zanika wraz z wyłączeniem napięcia zasilania. Z pamięci można zarówno czytać jak i do niej wpisywać dane. SRAM (static random access mamory) - pamięci RAM statyczne. Są pamięci o krótkich czasach dostępu, prostsze w obsłudze przez jednostkę centralną ale droższe. DRAM (dynamic random access memory) pamięci RAM dynamiczne. Są to pamięci tańsze ale ich obsługa przez jednostkę centralną jest bardziej skomplikowana. Polega to na konieczności wykonywania w krótkich odstępach czasu określonych operacji na pamięci (tzw. odświeżaniu). W przeciwnym przypadku dane zawarte w pamięci dynamicznej zanikają. 2
Dwa istotne zagadnienia dotyczące współpracy jednostek centralnych z pamięciami to: sposób umieszczania przez jednostkę centralną w pamięci danych o wielkości przekraczających jeden bajt model pamięci użyty w jednostce centralnej +0 +1 big order +0 +1 +2 +3 78H 56H big order +0 +1 little order +0 +1 +2 +3 56H 78H little order 3
Przykładowa przestrzeń owa w modelu pamięci typu von Neumann RAM przestrzeń owa dla programu i danych ROM 4
Przykładowa przestrzeń owa w model pamięci typu Harvard przestrzeń owa dla programu przestrzeń owa dla danych ROM RAM 5
Za podstawowe urządzenia peryferyjne można uznać te, które zostały umieszczone w strukturze pierwszych mikrokontrolerów (m.in. w 8051) i umieszczane są zawsze w strukturach mikrokontrolerów produkowanych obecnie. Są to: porty (ports) układy czasowe (timers / counters) sterowniki komunikacji szeregowej (serial communication controllers) Politechnika Szczecińska, Wydział Elektryczny, 2007/08 6
Schematyczna budowa portu mikrokontroler port wpisywanie element zapamiętujący chwilowy stan sygnału wewnętrzna szyna danych wyprowadzenie portu czytanie Politechnika Szczecińska, Wydział Elektryczny, 2007/08 7