Опишите особенности МК с внешней памятью

Микроконтроллеры с внешней памятью (особенно 16- и 32-разрядные) используют только внешнюю память, которая включает в себя как память программ ПЗУ (ROM), так и некоторый объём памяти данных ОЗУ (RAM), требуемый для конкретного применения.

Микроконтроллеры с внешней памятью предназначены для применений, требующих большого объёма памяти данных ОЗУ и небольшого количества устройств (портов) ввода–вывода. Для них наиболее подходят приложения, в которых критическим ресурсом является память, а не число логических входов–выходов общего назначения, тогда как для встраиваемых МК характерна обратная ситуация.

Типичный пример МК с внешней памятью – контроллер жёсткого диска (HDD) с буферной кэш–памятью, который обеспечивает промежуточное хранение и распределение больших объёмов данных (обычно, мегабайты). Внешняя память даёт возможность такому МК работать с более высокой скоростью, чем встраиваемый МК.

10) Цифровые сигнальные процессоры (DSP) предназначены для получения текущих данных от аналоговой системы и формирования соответствующего отклика. Цифровым сигнальным процессорам присущи особенности встраиваемых МК и контроллеров с внешней памятью. Они не предназначены для автономного применения, а входят в состав систем и предназначены для управления внешним оборудованием

11) КМОП-инвертор. В настоящее время практически все однокристальные микропроцессорные средства выпускаются по КМОП-технологии (CMOS – Complementary Metal Oxide Semiconductor). В ней используется логический ключ на паре комплементарных (р-канальном и n-канальном) полевых транзисторов с изолированным затвором (рисунок 2.1) – так называемый КМОП-инвертор.

При низком уровне напряжения на входе верхний транзистор открыт, а нижний – закрыт, и на выходе установится высокий потенциал UП. При высоком уровне напряжения на входе верхний транзистор закрыт, а нижний открыт, и на выходе низкий потенциал «земли».

12)Однокристальные микропроцессорные средства имеют автономное питание: батареи или конденсаторы большой ёмкости. Потребляемая мощность зависит от режима функционирования. Кол-во времени функционирования устройства зависит от режима работы. Имеются три значения мощности, потребляемой МП-компонентом в различных рабочих условиях:

1) собственная мощность, её потребляет МП-компонент, когда к нему не подключены внешние устройства. Значение этой мощности зависит в основном от тока, потребляемого при переключении КМОП-инверторов. Собственная мощность уменьшается при снижении напряжения питания.

2) мощность, потребляемая устройствами ввода–вывода, учитываемая при обмене данными с ВУ. Она определяет значение мощности, которое МП-компонент должен затратить на управление работой внешней устройств. Она определяется конкретным вариантом применения МП-компонента. Например, если МК является единственным активным устройством и выдаёт управляющие сигналы непрерывно, даже когда внешние устройства не требуют обслуживания, то данное устройство будет потреблять больший ток, чем это необходимо для нормальной работы;

3) мощность, потребляемая в «спящем» режиме. В спящий режим МК входит после выполнения специальной команды. При этом тактовый генератор останавливается до наступления некоторого события, например, поступления сигнала от сторожевого таймера или изменения состояния определённого входа.

13. Приведите схему сброса (инициации) МК и дайте краткое её описание.

Запуск устройства с ОМК должен происходить после того, как установилось требуемое значение напряжения питания после его включения. Поэтому в устройствах применяют простую схему сброса (инициализации) ОМК при включении напряжения питания (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Формирование сигнала сброса микропроцессора

В этой схеме активный уровень сигнала сброса устанавливается или при нажатии кнопки, или при включении питания. При включении питания напряжения сброса начинает возрастать за счёт заряда конденсатора. Активный (низкий) уровень сигнала «Сброс» будет существовать, пока напряжение на конденсаторе не возрастёт до значения переключения схемного элемента на входе сброса в МП. Это примерно через 2,2 мс после включения напряжения питания (tзад = 2,2(R1 + R2)C = 2,2×10,1×103 ×0,1×10–6» 2,2 мс). Дальнейшее возрастание напряжения на входе сброса уже не является активным значением сигнала «Сброс», и МП начинает функционировать.

То же, если нажата кнопка «Сброс», – конденсатор быстро разряжается через сопротивление 100 Ом, ограничивающее разрядный ток, и после отпускания кнопки опять заряжается, уходя от уровня нулевого напряжения до значения переключения схемного элемента в МП. Этого времени должно быть достаточно для установления стабильного значения напряжения питания и требуемой частоты тактового генератора. И, сигнал сброса оканчивается и начинает функционировать микропроцессор.