260 likes | 408 Views
Struktura systemu mikroprocesorowego. Struktura systemu mikroprocesorowego 1/25. Podstawowe składniki systemu. Systemy jednopłytkowe. Systemy modułowe. A11. A10. A12. A9. A13. A8. A14. A7. A15. A6. CLK. A5. D4. A4. D3. A3.
E N D
Struktura systemu mikroprocesorowego 1/25 Podstawowe składniki systemu Systemy jednopłytkowe Systemy modułowe
A11 A10 A12 A9 A13 A8 A14 A7 A15 A6 CLK A5 D4 A4 D3 A3 D5 A2 Z80 D6 A1 +5V A0 Vcc D2 GND D7 RFSH D0 M1 D1 RESET INT BUSREQ NMI WAIT HALT BUSACK MREQ WR IORQ RD 1. Procesor od wyboru procesora zależy konstrukcja jego otoczenia Składniki systemu 2/25 do swej pracy wymaga minimum zasilania i sygnału taktującego „gotowe” sygnały:danych, adresów i sterowań
JC z 8080: Składniki systemu 3/25
JC na 8085: Składniki systemu 4/25
JC na 8086 (w trybie minimalnym): Składniki systemu 5/25
JC na 8086 (w trybie maksymalnym): Składniki systemu 6/25
JC na 80C51: Składniki systemu 7/25
procesor DANE ADR STER pamięćprogramu(ROM) • 2. Pamięć programu • półprzewodnikowa pamięć nieulotna; • zawierająca przynajmniej oprogramowanie startowe systemu; • w małych systemach zawiera całe oprogramowanie użytkowe. Składniki systemu 8/25
procesor DANE ADR STER DANE ADR STER pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) • 3. Pamięć danych • półprzewodnikowa pamięć ulotna; • przechowuje struktury danych i wyników działających programów; • w dużych systemach także ładowane doń oprogramowanie użytkowe. Składniki systemu 9/25
procesor DANE ADR STER DANE ADR STER pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe • 4. Urządzenia zewnętrzne • porty we/wy umożliwiające wymianę informacji z otoczeniem; • dzięki nim czerpiemy korzyści z pracy systemu. Składniki systemu 10/25
4.1 Urządzenia operatorskie • umożliwiają wymianę informacji między systemem a jego użytkownikiem; • są to porty we/wy, do których dołącza się np. klawiaturę, monitor, urz. wskazujące, itd. Składniki systemu 11/25 • Podstawowe urządzenia operatorskie: • klawiatury: alfanumeryczne lub funkcyjno-numeryczne (kalkulatorowe); • wyświetlacze: LED lub LCD, segmentowe, mozaikowe lub graficzne; • drukarki: wg zasady druku: igłowe, laserowe, atramentowe, termiczne; wg konstrukcji: biurowe, przemysłowe, kasowe; • monitory: monochromatyczne i kolorowe, alfanumeryczne i graficzne, CRT i LCD; • urządzenia wskazujące: myszy, touch-pady, scroll-balle, joystiki, ekrany dotykowe
4.2 Urządzenia komunikacyjne • umożliwiają wymianę informacji z innymi systemami komputerowymi (nadrzędnymi, podrzędnymi lub równoważnymi); • szeregowe (rodzina RS, CAN, USB, firewire, itd.); • równoległe (Centronics); • interfejsy sieciowe typu LAN; • modemy (radiowe, optyczne, kablowe). Składniki systemu 12/25
4.3 Urządzenia obiektowe • porty we/wy umożliwiające zbieranie informacji o rzeczywistym procesie i oddziaływanie na stan tego procesu; • obwody wejść i wyjść analogowych; • obwody wejść i wyjść dwustanowych; • specjalizowane interfejsy kontrolno-pomiarowe (np. IEC625). Składniki systemu 13/25
pamięci zewn. procesor DANE ADR STER pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe • 5. Pamięci zewnętrzne: • do przechowywania nieużywanych w danej chwili przez system informacji; • FDD, HDD, CD-ROM, CD-RW, DVD, DVD-RW, pamięci kasetowe, streamery, dyski półprzewodnikowe (dyski flash) Składniki systemu 14/25
pamięci zewn. ukł.obsługiPAO procesor DANE ADR STER pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe • 6. Układy obsługujące pamięć operacyjną • sterowniki DMA; • układy obsługi DRAM. Składniki systemu 15/25
pamięci zewn. ukł.obsługiPAO dekodery adresów procesor DANE ADR STER pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe • 7. Dekodery adresów • na podstawie słów adresowych i sygnałów sterujących aktywują odpowiednie układy pamięci lub porty we/wy. Składniki systemu 16/25
pamięci zewn. ukł.obsługiPAO dekodery adresów kontrolery przerwań procesor DANE ADR STER pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe • 8. Kontrolery systemu przerwań • mniej lub bardziej rozbudowane układy; • zbierają sygnały przerwań z całego systemu, kolejkują je wg priorytetów, generują jedno przerwanie do CPU Składniki systemu 17/25
pamięci zewn. ukł.obsługiPAO dekodery adresów kontrolery przerwań timeryRTC procesor DANE ADR STER pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe • 9. Timery, zegary czasu rzeczywistego • odmierzanie odcinków czasu z założoną dokładnością; • zegary RTC z kalendarzem. Składniki systemu 18/25
procesor DANE ADR STER • 10. Magistrala systemowa • zbiór sygnałów/połączeń niezbędnych do wymiany informacji pomiędzy składnikami systemu Składniki systemu 19/25 pamięci zewn. ukł.obsługiPAO dekodery adresów kontrolery przerwań timeryRTC pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe
system modułowy system jednopłytkowy Konstrukcja systemu 20/25 konstrukcjasystemu mikroprocesorowego
pamięci zewn. ukł.obsługiPAO dekodery adresów kontrolery przerwań timeryRTC procesor DANE ADR STER urz. wykonawcze,pomiarowe, itd.. urz.obiek- towe urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) ..... ..... .... .... interfejsykomunikacyjne panel operatorski Mikrokomputer jednopłytkowy 21/25
Cechy: • na jednej płytce drukowanej znajdują się wszystkie niezbędne składniki systemu: CPU, PAO, porty we/wy, obwody przerwań, timer; • system przeznaczony do realizacji określonych zadań (lokalne sterowniki, itp.); • przystosowany do zabudowania w innym urządzeniu; • utrudniony serwis - wymiana całego systemu; • Może być zaprojektowany: • „na miarę” potrzeb, minimalnym kosztem - tzw. system zamknięty; • w miarę uniwersalnie (z możliwością rozbudowy, modyfikacji) - tzw. system otwarty Mikrokomputer jednopłytkowy 22/25
urz.obiek- towe P RTC ROM pamięci zewn. urz.opera- torskie urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe dek.adr. C A C A kontr. przerw. RAM Zasada konstrukcji: System modułowy 23/25
Cechy: • minimalna liczba modułów o zdefiniowanych funkcjach, z których można tworzyć różne konfiguracje sprzętowe zależnie od potrzeb; • zdefiniowana konfiguracja równoległej szyny systemowej, łączącej wszystkie moduły; • charakterystyczna konstrukcja mechaniczna; • łatwość rozbudowy, dołączania dodatkowych pakietów (sprzęgających z obiektem albo innych specjalizowanych); • łatwość tworzenia nowych aplikacji na bazie już posiadanego zestawu standardowych pakietów; System modułowy 24/25 Systemy modułowe dominują w zastosowaniach przemysłowych
90-70 z GEFanuc MIC2000 z Advantecha SMART2 z PEPModular S7 z Siemensa System modułowy 25/25