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Chapter 1 Microcomputer-Based Systems

Chapter 1 Microcomputer-Based Systems. 2 학기 교육 목표 컴퓨터 시스템 (Microprocessor) 의 이해 Assembly Language Program Assembler Instructions 은 1 대 1 로 Machine Instruction 에 대응 Embedded System 개발 환경의 이해와 활용 IDE : Integrated Development Environment( AvrStudio 4)

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Presentation Transcript

  1. Chapter 1Microcomputer-Based Systems

  2. 2학기 교육 목표 • 컴퓨터 시스템(Microprocessor)의 이해 • Assembly Language Program • Assembler Instructions은 1대 1로 MachineInstruction에 대응 • Embedded System 개발 환경의 이해와 활용 • IDE : Integrated Development Environment(AvrStudio4) • IDE(AvrStudio 6.1) : 인터넷 강의 자료를 참고 하기 바람. • RTOS(Real Time Operating System)의 이해 • FreeRTOS Porting • RTOS 환경에서 Embedded System 응용 장치 개발 능력 배양

  3. 전기공학 • 전기 에너지의 이용 • 에너지 변환 • 물리, 화학적 에너지 ↔ 전기 에너지 • 전기 에너지 ↔ 운동, 열 에너지 • 에너지 전송 : 송,배전 • 전기 에너지의 저장 • 전자공학 • 신호 및 정보 처리(장치, 방법) • 신호 : 주변의 상태와 구분하여 인지 할 수 있는 변동 • 신호는 정보를 포함(표현) 할 수 있다. • 정보 : 체계화된 의미 있는 자료(데이터)

  4. 물리적인 량 물리적인 량 전기 신호 전기 신호 Analog 신호 처리 A/D 변환 Digital 신호 처리 물리적인 량 물리적인 량 전기 신호 전기 신호 D/A 변환 • 신호 및 정보처리 기술 • Analog 방식의 신호처리 • 증폭기, 변복조기, 미분기, 적분기, 저장 등 • Digital 방식의 신호 처리 • 디지털 시스템( 컴퓨터, 디지털 필터 등) 이용 • A/D, D/A 변환기 이용

  5. 컴퓨터 시스템의 기본 구성 요소 Embedded Microcomputer System Input Port Interface Circuit Interface Circuit Output Port Physical Device Physical Device ROM RAM Microprocessor Address Bus Data Bus Control Bus • Embedded Microcomputer System? • 컴퓨터 시스템의 기본 요소를 하나의 칩에 집적 하여 최소의 외부 회로만을 연결하여 각종 장치를 제어하기에 적합하도록 구성된 마이크로 컴퓨터 시스템

  6. Embedded System의 특징 • 미리 정해진(제품의) 기능을 효과적으로 수행한다. • 이용자가 다른 프로그램을 수행 하지 못한다. • I/O Port는 특별한 기능 수행을 위하여 장치에 고정된다. • 대부분 Real Time System으로 운용 된다. • 소비전력, 메모리 등이 제한된 기능에 최적화 되어 있다.

  7. Table 1.2 Embedded system application

  8. IDE : Integrated Development Environment(AvrStudio 4) • Source Program 작성 • Cross Compile(C, Assembler) • GNU C Compiler • Simulation • Debugging • Down Loader(Chip45boot2 GUI) • Binary File (Hex Format)을  Target Board에 Down Loading • AVR 개발 환경 Embedded Microcomputer System 개발용 컴퓨터 Serial 통신 • Embedded Microcomputer • ATmega128 Microcontroller • 32 x 8 General Purpose Working Registers • 128K Bytes Flash Memory • 4K Bytes Internal SRAM • 53 Programmable I/O Lines • 기타 다양한 내장 Peripheral • Bootloader • Boot Memory 영역에 위치 : 개발 시스템(PC)과 AVR Embedded System 사이에 통신 기능을 수행

  9. Enable Vin Vout Microprocessor • Rg Transfer Level에서 디지털 시스템의 동작 기술 • 데이터 전달 및 저장 기능 : Accumulator, Register , Memory • D ←  S • Function : Combinational Logic • and, or ,xor, add 등 • Binary Operation • D ← Op1 function OP2 • Tristate Gate

  10. AC B A Memory I/O Port ALU Bus Interface • Rg Transfer Level에서 Microprocessor 예 • Accumulator Machine • Operation 예( A Rg ← A Rg + B Rg ) • AC ← B Rg • AC ← AC + A Rg • A Rg ← AC

  11. Memory B A I/O Port ALU Bus Interface • Rg Transfer Level에서 Microprocessor 예 • Register Machine • Operation 예( A Rg ← A Rg + B Rg ) • A Rg ← A Rg + B Rg

  12. AVR Core Diagram(Harvard Architecture)

  13. 기억장치의 계층 구조 • Accumulator • Register • Memory • RAM, ROM, Cache Memory 등 • 외부기억 장치 • 하드 디스크, CD 등

  14. I/O Adress Memory Address Memory Adress I/O Address Memory-mapped I/O Isolated I/O • I/O Port 제어 방식에 따른 I/O Map 구분 • Memory-mapped I/O • Memory Address 공간 의 일부를 I/O Port 에 할당 한다. • Memory Data Transfer 명령을 사용 한다. • Isolated I/O( I/O Mapped I/O) • 별도의 I/O Map 공간을 갖는 다. • 별도의 I/O 명령을 갖는다.

  15. Digital Representation of Character • Standard ASCII Code

  16. Standard ASCII Code

  17. Standard ASCII Code

  18. Standard ASCII Code

  19. Digital Representation of Number • 8-Bit Binary Format • 16-Bit Binary Format • 32-Bit Binary Format

  20. 32Bits 정수를 Little Endian으로 저장한 경우 예 Higherr Byte Address Lower Byte Address

  21. 32Bits 정수를 Big Endian으로 저장한 경우 예 Higherr Byte Address Lower Byte Address

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