mikroprocesory počítače, komplexní řídící celkyVysoké výkonyObecné nasazení ve výpočetních systémechVysoká spotřeba (1,6V / 100A)Velké rozměry, vysoká cenaMnoho externích součástek

mikrokontroléry řízení dílčích systémůKomplexní mikroprocesorový systémNízké výkonyLevné, nízké napájecí nároky (3,3V / 10mA)Široký okruh aplikací – doprava, průmysl…

ostatní náročné mobilní systémy Digitální signálové procesory (DSP)

Základní typy procesorů

Mikroprocesor X mikrokontrolér

Výpočetníjádro (ALU) Paměť

Vstupně – výstupníbrány (I/O porty)

Další periferieA/D, čítače, RTC..

Zdroj napájeníhodinový signál

Mikroprocesor 3GHzMikrokontrolér 100MHz

Architektura mikrokontrolérů

Příklad použití mikrokontroléru

ATMEL 89C51

VstupyŘídící program

Akční výstupy

Program:

Inicializace

Načtení vstupů

Jádro programu

Nastavení výstupů

Vývoj programů

Vytvoření programu asembler, C, C++…

Překlad programu operační kód mikroprocesoru

Simulace ověření chování programu

Nahrání jednorázové / opakované nahrání programu do procesoruosazeného v aplikaci

Emulace emulace uP v aplikaci

Hardwarový způsob programování

Vývoj programů, simulace, překlad …

Nahrání programu do CPURS232USB

ISPCAN

Extrémně rychlé výpočty, nízká spotřeba

Výkony ekvivalentní stolním CPU, nízká spotřeba, složité programování

Digitální signálové procesory

Speciální konstrukce – rychle vykonávání programů orientovaných na zpracování signálů Optimalizované na rychlé výpočty (násobení, FFT…)

Vysoká cena, zatím málo rozšířené v dopravní technice

Zpracování zvuku, obrazu – detekční systémy, komunikace…

Sběrnice procesoru

• skupina vodičů s příbuznými signály

• slouží ke komunikaci procesoru s okolím

• rozlišujeme sběrnici adresovou, datovou a řídicí

Paralelní sběrnice – na kratší vzdálenosti, typicky mezi CPU a dalšími IO

Sériové sběrnice – bity jsou přenášeny za sebou, složitější obsluha…

Sériové sběrnice používané v průmyslu:RS232 / 485CAN, ProfibusEthernet 10/100Mbit …

Sběrnicový model počítače

datová

řídicí

adresová

ProcesorOperační

paměťI/O zařízení

SB

ĚR

NIC

E(zjednodušeno)

Hradlová pole

Další funkce:odstranit „glue logic“ z okolí procesorů

HP - Velmi rychlá kombinační a sekvenční logika

Nevýhoda procesoru – sekvenční zpracování instrukcí - pomalé

Vlastnosti hradlových políVlastnosti hradlových polí

Pole plně konfigurovatelných buněk

Možnost vytvořit jakékoli logické funkce

Do HP je možné implementovat i uP

V HP může být vytvořeno mnoho paralelně pracujících systémů - rychlost součtu dvou 512bit. čísel = součtu 1bit. č.

Start

A=0

A=A-B

End

Swap [A,B]

A=0 or B=0

B=0

A>=B

-

Load

A{7:0}

B{7:0}

Reset

Clock

Y{7:0}

Done

process variable A,B Swap: integer range 0 to 255;begin A:=A_in; B:=B_in; if {A/=0 and B/=0} then while {B /= 0} loop A:=A-B; end loop; Swap:=A; A:=B; B:=Swap; end loop; else A:=0; end if; Y<=A;end process;

Programování hradlových políProgramování hradlových políAlgoritmus

Grafická forma text

ImplementacePřekonfigurování logické struktury obvodu

Převod na logickou strukturu

Komplexní řídící systémKomplexní řídící systém

CPU

Podpůrná logikaHPPaměti

Komunikačníobvody

Display KlávesniceDiagnostické

konektory

Snímače

Akční členy Vnitřníperiferie

Upgradefirmware

CAN

ISP

Řídící jednotka

Použití obvodů VLSIumožňuje změny SW (firmware) – chiptuning u vozidel…

Flexibilita – úprava firmware umožňuje přizpůsobit jednotku pro více typů vozidel

Konec přednáškyKonec přednášky

Tak ještě technologie výrobyLCDkdy první Tpravopis…

http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/kap3/3_1.html