Тема 6.3. Особенности микроконтроллерных архитектур

Лекция 14

В течение последних пяти лет в развитии архитектуры микросхем микроконтроллеров ведущих мировых производителей наблюдается устойчивая тенденция роста числа встраиваемых интерфейсов.

В отличие от микросхем микроконтроллеров предыдущих поколений, которые зачастую представляли собой "голое" микроконтроллерное ядро, оснащенное минимумом интерфейсов и цифровой периферии (как правило, интерфейс последовательного порта UART, несколько таймеров и подсистема прерываний), современные микроконтроллеры оснащаются достаточно большим набором дополнительных цифровых и аналоговых подсистем.

В состав цифровых подсистем обычно входят:

- достаточно большая flash-память программ (данных), имеющая размер от восьми до нескольких сотен килобайт;

- оперативная память с объёмом до нескольких десятков килобайт;

- развитая система прерываний, обрабатывающая до тридцати источников прерываний;

- специализированные охранные таймеры WDT (Watchdog Times);

- различные типы генераторов и большое число интерфейсов.

Анализ оснащённости современных микроконтроллеров ведущих мировых фирм Silicon Laboratories, Atmel, Maxim-Dallas позволяет утверждать, что среди современных микроконтроллеров 100 % оснащены одним и примерно 25% - двумя последовательными портами UART.

Примерно 85% микроконтроллеров имеют в своем составе последова-тельный периферийный интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface), а 40% оснащаются интерфейсом системной управляющей шины (SMBus, совместимым с I²C).

Менее 20% микроконтроллеров содержат другие типы интерфейсов, таких как универсальная последовательная шина - USB (Universal Serial Bus); интерфейс сети микроконтроллеров - CAN (Controller Area Network), однопроводный двунаправленный интерфейс MicroLAN и ряд других.

При этом следует отметить ряд достаточно интересных особенностей, связанных с использованием различных интерфейсов.

Если ещё несколько лет назад практически каждый из микроконтроллеров оснащался интерфейсом UART, то в настоящее время этот интерфейс уверенно теряет свои лидирующие в прошлом позиции.

Для связи с персональным компьютером всё чаще используется универсальная последовательная шина USB, поскольку она имеет более высокие скорости передачи и обеспечивает целый ряд других дополнительных функциональных возможностей.

Для организации микроконтроллерных сетей используются интерфейсы CAN, SPI, SMBus и MicroLAN.

Для внутрисистемных (внутриплатных) связей в современных контроллерах наиболее часто используются интерфейсы SPI и SMBus.

Дата добавления: 2014-01-05