По технологии

p-MOS (p-МОП только для настольной аппаратуры - малая стоимость, низкое энергопотребление, узкий диапазон рабочих температур, низкое быстродействие, слабая помехоустойчивость, критичность к напряжению питания)

n-MOS (n-МОП применяются в автомобильных контроллерах - имеют достаточные параметры для применения в аппаратуре, работающей после пуска двигателя)

CMOS (КМОП широко применяются в автомобильной электронике - относительно высокая стоимость, низкое энергопотребление, широкий диапазон температур, высокая помехозащищенность, некритичность к напряжению питания, достаточное быстродействие)

По назначению в настоящее время определилось три направления развития микропроцессоров:

· универсальные микропроцессоры

· микроконтроллеры

· сигнальные микропроцессоры

Универсальные микропроцессоры используются для построения универсальных компьютеров, например персональных которые, как правило, имеют графический дисплей, клавиатуру и устройства ввода программ и данных с магнитных или оптических дисков. В них используются самые передовые решения по повышению быстродействия, не обращая особого внимания на габариты, стоимость и потребляемую энергию. В автотранспортной отрасли такие компьютеры используются для управления гаражным оборудованием, транспортными потоками, измерительно-диагностическими комплексами и т.д. Они обладают большими габаритами и стоимостью. Компьютеры, выполняющие, в основном, функции управления, называются контроллерами.

Термин контроллер образовался от английского слова to control – управлять. Для управления малогабаритными и относительно недорогими устройствами в составе бортовых устройств автомобилей и тракторов используются однокристальные микроЭВМ, которые в настоящее время называются микроконтроллерами. В микроконтроллерах максимальное внимание уделяется снижению габаритов, стоимости и потребляемой энергии. Они могут встраиваться в подвижные объекты, питаясь от их электросети, и служат для сбора и обработки информации о системах и узлах этих объектов и управления ими, управляют двигателем, ходовой частью и электропотребителями. На них реализуются охранные системы, маршрутные компьютеры, информационные, диагностические и навигационные системы. В качестве примера на рисунке 2 приведены узлы автомобиля, в которых применяются микроконтроллеры.

Рис. 2. Узлы автомобиля, в которых применяются микроконтроллеры.

Еще один класс микропроцессоров решает задачи, которые традиционно решала аналоговая схемотехника. Это сигнальные процессоры. От них требуются максимальное быстродействие, малые габариты, легкая стыковка с аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями, большая разрядность обрабатываемых данных и небольшой набор математических операций, обязательно включающий операцию умножения-накопления и аппаратную организацию циклов. С архитектурной точки зрения такие микропроцессоры представляют собой аналоговые функциональные преобразователи сигналов и называются аналоговыми микропроцессорами. Они выполняют функции любой аналоговой схемы (например, производят генерацию колебаний, модуляцию, смещение, фильтрацию, кодирование и декодирование сигналов в реальном масштабе времени и т.д., заменяя сложные схемы, состоящие из операционных усилителей, катушек индуктивности, конденсаторов и т.д.). При этом применение аналогового микропроцессора значительно повышает точность обработки аналоговых сигналов и их воспроизводимость, а также расширяет функциональные возможности за счет программной "настройки" цифровой части микропроцессора на различные алгоритмы обработки сигналов.

Обычно в составе однокристальных аналоговых МП имеется несколько каналов аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования. В аналоговом микропроцессоре разрядность обрабатываемых данных достигает 24 бит и более, большое значение уделяется увеличению скорости выполнения арифметических операций. Этот тип процессоров пока не находят широкого применения в автотракторной отрасли.

Задача массового производства бортовых микроконтроллеров, требующих специфического преобразования данных и сигналов управления привела к появлению специализированных микроконтроллеров. Специализированные микроконтроллеры программируются так же, как и универсальные, но содержат в себе устройства для подключения соответствующих датчиков и формируют специальные управляющие сигналы. Так, например, в серии специализированных микропроцессоров для автомобилей К1823 содержатся микросхемы, которые производят преобразование и пересчет сигналов от датчиков оборотов коленчатого вала, температуры и давления в камере карбюратора, а также после выбора необходимого угла опережения зажигания выдает импульсы заданной длительности на коммутатор и сигналы управления экономайзером принудительного холостого хода.

По характеру временной организации работы микропроцессоры делят на синхронные и асинхронные.

Синхронные микропроцессоры - микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов).

Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции. Для более эффективного использования каждого устройства микропроцессорной системы, в состав асинхронно работающих устройств вводят электронные цепи, обеспечивающие автономное функционирование устройств. Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции. При этом роль естественного распределителя работ принимает на себя память, которая в соответствии с заранее установленным приоритетом выполняет запросы остальных устройств по обеспечению их командной информацией и данными.

По количеству выполняемых программ различают одно- и многопрограммные микропроцессоры.

В однопрограммных микропроцессорах выполняется только одна программа. Переход к выполнению другой программы происходит после завершения текущей программы.

В много- или мультипрограммных микропроцессорах одновременно выполняется несколько (обычно несколько десятков) программ. Организация мультипрограммной работы микропроцессорных управляющих систем позволяет осуществить контроль за состоянием и управлением большим числом источников или приемников информации.

Дата добавления: 2013-12-13