aaaasel–0629 aplicação de microprocessadores i aula 1
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AAAASEL–0629
Aplicação de Microprocessadores I
Aula 1Introdução
Marcelo Andrade da Costa Vieira
AAAA
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Sistemas Embarcados
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Sistemas Embarcados
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Sistemas Embarcados no Brasil
• Recentemente, O aluno de pós-graduação Eng.Rodrigo Weissmann Borges juntamente com o Prof. Dr.Evandro L. L. Rodrigues fizeram uma pesquisa entre asempresas que trabalham com sistemas embarcados noBrasil (Borges & Rodrigues, 2011).
• Nessa pesquisa, foram consultadas mais de 60empresas brasileiras para obtenção de informaçõessobre o uso de microcontroladores no desenvolvimentode projetos de sistemas embarcados.
• Os resultados serão apresentados a seguir:
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Microcontroladores PIC
www.microchip.com
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Microcontroladores PIC• Aproximadamente 400 modelos demicrocontroladores diferentes• Fácil migração entre eles (compatibilidade depinos, registradores e código)• Plataforma de programação gratuita (MPLAB)• Vários periféricos embutidos em um únicochip (USART, USB, LCD, Conv. A/D, PWM,Ethernet)• PIC: Peripherical Interface Controller• Set de instruções reduzidos (RISC) com altaperformance (Harvard)
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Microcontroladores PIC
• Arquitetura Harvard – RISC;• Processamento mais rápido;• Dados e Instruções trafegam em barramentos diferentes.
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Arquitetura de Von Neumann X
Arquitetura Harvard
Modelos de Arquiteturas
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Arquitetura Von Neumann
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Microcontrolador Intel 8051 Arquitetura Von Neumann
Apesar de duas memórias, elas compartilham o mesmo barramento
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Arquitetura Harvard
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Pipelining de 2 estágios:μcontroladores PIC
Ciclo de máquina = fosc/4 para o PIC
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Pipelining de 2 estágios:μcontroladores PIC
• Busca e execução em apenas 1 ciclo de máquina;• Instruções de “salto” gastam 2 ciclos de máquina;• As instruções devem ser de um word e 1 ciclo de máquina.
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Arquitetura Harvard
• Busca e execução em apenas 1 ciclo de máquina;• Todas as instruções são de 1 word;• Número reduzido de instruções;• Reduced Instruction Set Computer - RISC;
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Von Neumann X Harvard
• Von Neumann:
– Arquitetura mais simples;– Mais lento pois não permite acesso simultâneo às memórias;– Geralmente CISC
Exemplo:4004 – 46 instruções8080 – 78 instruções8051 – 111 instruções8085 – 150 instruçõesZ80 – Mais de 500 instruções
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Von Neumann X Harvard
• Harvard:– Arquitetura mais complexa;– Mais rápido, pois permite acesso simultâneo às memórias;– Geralmente RISC– Permite o Pipelining
Exemplo:– Intel 8086, 8088– Microchip PIC –
• 16F - 35 instruções• 18F – 74 instruções
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CCLR A
MOV A,30h
LJMP 3FB2h
Exemplos de Instruções CISC
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Exemplos de Instruções CISC
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MOVLW B‘00011100’
MOVF STATUS, W
BCF STATUS, RP0
CALL SUBROTINA
Exemplos de Instruções RISC
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RISC x CISCEspaço na Memória de Programa • CISC:
– Instruções podem ocupar espaços diferentes na memória de programa (Opcode + operando)
– Acabam tendo durações diferentes;– Mais instruções disponíveis = programa mais simples.
• RISC:– Cada instrução ocupa o mesmo espaço na memória de programa
(Opcode + operando);– Todas tem a mesma duração (exceto as de “salto”);– Menos instruções disponíveis = programas mais complexos.
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Arquitetura Von Neummann com Set de Instruções RISC
• Texas MSP430:– Arquitetura Von Neumann;– Instruções RISC de 16 bits;
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FIM