NUC975DK61Y - ວົງຈອນປະສົມປະສານ, ຝັງ, ໄມໂຄຄອນ - ບໍລິສັດເຕັກໂນໂລຢີ NUVOTON

1 ຄໍານິຍາມ Microcontroller

ເນື່ອງຈາກ microcontroller ເປັນຫນ່ວຍບໍລິການທາງເລກຄະນິດສາດ, ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ, timer / ເຄື່ອງຄິດເລກ, ແລະວົງຈອນ / O ຕ່າງໆ, ແລະອື່ນໆ, ປະສົມປະສານເຂົ້າໄປໃນຊິບ, ປະກອບເປັນລະບົບຄອມພິວເຕີທີ່ສົມບູນແບບພື້ນຖານ, ມັນຖືກເອີ້ນວ່າ microcomputer ຊິບດຽວ.

ໂປລແກລມໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ microcontroller ໃຊ້ຢ່າງໃກ້ຊິດກັບຮາດແວ microcontroller ແລະວົງຈອນຮາດແວ peripheral, ຖືກແຍກອອກຈາກຊອບແວຂອງ PC, ແລະເອີ້ນວ່າໂຄງການ microcontroller ເປັນ firmware.ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, microprocessor ແມ່ນ CPU ໃນວົງຈອນປະສົມປະສານດຽວ, ໃນຂະນະທີ່ microcontroller ເປັນ CPU, ROM, RAM, VO, timer, ແລະອື່ນໆທັງຫມົດຢູ່ໃນວົງຈອນປະສົມປະສານດຽວ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບ CPU, microcontroller ບໍ່ມີພະລັງງານຄອມພິວເຕີ້ທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍ, ແລະມັນບໍ່ມີ MemoryManaaement Unit, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ microcontroller ສາມາດຈັດການກັບການຄວບຄຸມ, ເຫດຜົນແລະວຽກງານອື່ນໆທີ່ຂ້ອນຂ້າງດຽວແລະງ່າຍດາຍ, ແລະມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຄວບຄຸມອຸປະກອນ, ການປະມວນຜົນສັນຍານ sensor. ແລະຂົງເຂດອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງໃຊ້ໃນເຮືອນ, ອຸປະກອນອຸດສາຫະກໍາ, ເຄື່ອງມືໄຟຟ້າ, ແລະອື່ນໆ.

2 ອົງປະກອບຂອງ microcontroller ໄດ້

microcontroller ປະກອບດ້ວຍຫຼາຍພາກສ່ວນ: ໂຮງງານຜະລິດສູນກາງ, ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ, ແລະ input / output:

- ໂຮງ​ງານ​ຜະ​ລິດ​ກາງ​:

ໂປເຊດເຊີສູນກາງແມ່ນອົງປະກອບຫຼັກຂອງ MCU, ລວມທັງສອງພາກສ່ວນຕົ້ນຕໍຂອງຕົວປະຕິບັດການແລະຕົວຄວບຄຸມ.

- ຜູ້ປະກອບການ

ໂຕປະຕິບັດການປະກອບດ້ວຍຫນ່ວຍເລກເລກ & ເຫດຜົນ (ALU), ເຄື່ອງສະສົມແລະທະບຽນ, ແລະອື່ນໆ. ບົດບາດຂອງ ALU ແມ່ນເພື່ອປະຕິບັດການຄິດໄລ່ເລກຫຼືເຫດຜົນກ່ຽວກັບຂໍ້ມູນຂາເຂົ້າ.ALU ມີຄວາມສາມາດໃນການເພີ່ມ, ການຫັກລົບ, ການຈັບຄູ່, ຫຼືການປຽບທຽບຂະຫນາດຂອງຂໍ້ມູນສອງຢ່າງນີ້, ແລະສຸດທ້າຍເກັບຮັກສາຜົນໄດ້ຮັບໃນ accumulator.

ຜູ້ປະຕິບັດງານມີສອງຫນ້າທີ່:

(1​) ການ​ດໍາ​ເນີນ​ງານ​ເລກ​ຄະ​ນິດ​ຕ່າງໆ​.

(2) ເພື່ອປະຕິບັດການດໍາເນີນການຕາມເຫດຜົນຕ່າງໆແລະປະຕິບັດການທົດສອບຢ່າງມີເຫດຜົນ, ເຊັ່ນການທົດສອບຄ່າສູນຫຼືການປຽບທຽບສອງຄ່າ.

ການດໍາເນີນງານທັງຫມົດທີ່ປະຕິບັດໂດຍຜູ້ປະຕິບັດແມ່ນມຸ້ງໂດຍສັນຍານຄວບຄຸມຈາກຕົວຄວບຄຸມ, ແລະ, ໃນຂະນະທີ່ການດໍາເນີນງານເລກຄະນິດສາດຜະລິດຜົນເລກຄະນິດ, ການດໍາເນີນງານທີ່ມີເຫດຜົນເຮັດໃຫ້ຄໍາຕັດສິນ.

- ຄວບຄຸມ

ຕົວຄວບຄຸມແມ່ນປະກອບດ້ວຍໂປແກມ counter, instruction register, instruction decoder, timing generator and operation controller, etc. ມັນເປັນ "ອົງການຕັດສິນໃຈ" ທີ່ອອກຄໍາສັ່ງ, ie ປະສານງານແລະຊີ້ນໍາການເຮັດວຽກຂອງ microcomputer ລະບົບທັງຫມົດ.ຫນ້າ​ທີ່​ຕົ້ນ​ຕໍ​ຂອງ​ຕົນ​ແມ່ນ​:

(1​) ເພື່ອ​ດຶງ​ຄໍາ​ສັ່ງ​ຈາກ​ຫນ່ວຍ​ຄວາມ​ຈໍາ​ແລະ​ຊີ້​ບອກ​ສະ​ຖານ​ທີ່​ຂອງ​ຄໍາ​ສັ່ງ​ຕໍ່​ໄປ​ໃນ​ຫນ່ວຍ​ຄວາມ​ຈໍາ​.

(2) ເພື່ອຖອດລະຫັດແລະທົດສອບຄໍາແນະນໍາແລະສ້າງສັນຍານການຄວບຄຸມການດໍາເນີນງານທີ່ສອດຄ້ອງກັນເພື່ອອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການປະຕິບັດການປະຕິບັດທີ່ກໍານົດໄວ້.

(3) ຊີ້​ນໍາ​ແລະ​ຄວບ​ຄຸມ​ທິດ​ທາງ​ຂອງ​ການ​ໄຫຼ​ຂອງ​ຂໍ້​ມູນ​ລະ​ຫວ່າງ CPU​, ຫນ່ວຍ​ຄວາມ​ຈໍາ​, ແລະ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ປ້ອນ​ແລະ​ຜົນ​ຜະ​ລິດ​.

ໄມໂຄຣໂປຣເຊສເຊີເຊື່ອມຕໍ່ກັນກັບ ALU, ຕົວນັບ, ທະບຽນ ແລະສ່ວນຄວບຄຸມຜ່ານລົດເມພາຍໃນ, ແລະເຊື່ອມຕໍ່ກັບໜ່ວຍຄວາມຈຳພາຍນອກ ແລະ ວົງຈອນອິນເຕີເຟດອິນພຸດ/ອອກຜ່ານລົດເມພາຍນອກ.ລົດເມພາຍນອກ, ເອີ້ນວ່າ bus bus ລະບົບ, ແບ່ງອອກເປັນ data bus DB, address bus AB ແລະ control bus CB, ແລະຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບອຸປະກອນ peripheral ຕ່າງໆໂດຍຜ່ານວົງຈອນການໂຕ້ຕອບ input / output.

- ຄວາມ​ຊົງ​ຈໍາ​

ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຂໍ້ມູນແລະຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໂຄງການ.

ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຂໍ້ມູນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຊ່ວຍປະຢັດຂໍ້ມູນແລະການເກັບຮັກສາໂຄງການຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບຮັກສາບັນດາໂຄງການແລະພາລາມິເຕີ.

-Input/Output -ການ​ເຊື່ອມ​ຕໍ່​ຫຼື​ການ​ຂັບ​ລົດ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ທີ່​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​

ພອດການສື່ສານແບບ Serial-ແລກປ່ຽນຂໍ້ມູນລະຫວ່າງ MCU ແລະອຸປະກອນຕໍ່ພອດຕ່າງໆ, ເຊັ່ນ UART, SPI, 12C, ແລະອື່ນໆ.

3 ການຈັດປະເພດ Microcontroller

ໃນແງ່ຂອງຈໍານວນບິດ, microcontrollers ສາມາດແບ່ງອອກເປັນ: 4-bit, 8-bit, 16-bit, ແລະ 32-bit.ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພາກປະຕິບັດ, 32-bit ກວມເອົາ 55%, 8-bit ກວມເອົາ 43%, 4-bit ກວມເອົາ 2%, ແລະ 16-bit ກວມເອົາ 1%.

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ microcontrollers 32-bit ແລະ 8-bit ແມ່ນ microcontrollers ທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນມື້ນີ້.
ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຈໍານວນບິດບໍ່ໄດ້ເປັນຕົວແທນຂອງ microprocessor ດີຫຼືບໍ່ດີ, ບໍ່ແມ່ນຈໍານວນ bits ສູງກວ່າ microprocessor ທີ່ດີກວ່າ, ແລະບໍ່ແມ່ນຈໍານວນ bits ຕ່ໍາ, microprocessor ຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າ.

MCUs 8-bit ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍ;ພວກ​ເຂົາ​ເຈົ້າ​ສະ​ເຫນີ​ໃຫ້​ໂຄງ​ການ​ງ່າຍ​ດາຍ​, ປະ​ສິດ​ທິ​ພາບ​ພະ​ລັງ​ງານ​ແລະ​ຂະ​ຫນາດ​ຊຸດ​ຂະ​ຫນາດ​ນ້ອຍ (ບາງ​ຄົນ​ມີ​ພຽງ​ແຕ່​ຫົກ pins​)​.ແຕ່ microcontrollers ເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍປົກກະຕິສໍາລັບຫນ້າທີ່ເຄືອຂ່າຍແລະການສື່ສານ.

ໂປໂຕຄອນເຄືອຂ່າຍທົ່ວໄປທີ່ສຸດ ແລະ stacks ຊອບແວການສື່ສານແມ່ນ 16- ຫຼື 32-bit.ອຸປະກອນຕໍ່ພ່ວງການສື່ສານແມ່ນມີຢູ່ໃນບາງອຸປະກອນ 8-bit, ແຕ່ MCU 16- ແລະ 32-bit ມັກຈະເປັນທາງເລືອກທີ່ມີປະສິດທິພາບກວ່າ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, 8-bit MCUs ປົກກະຕິແລ້ວຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບຄວາມຫລາກຫລາຍຂອງການຄວບຄຸມ, ການຮັບຮູ້, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການໂຕ້ຕອບ.

ໃນສະຖາປັດຕະຍະກໍາ, microcontrollers ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: RISC (Reduced Instruction Set Computers) ແລະ CISC (Complex Instruction Set Computers).

RISC ເປັນ microprocessor ທີ່ປະຕິບັດຄໍາສັ່ງຂອງຄອມພິວເຕີຫນ້ອຍລົງແລະຕົ້ນກໍາເນີດໃນຊຸມປີ 1980 ກັບ mainframe MIPS (ie, RISC machines), ແລະ microprocessors ທີ່ໃຊ້ໃນເຄື່ອງຈັກ RISC ແມ່ນລວມກັນເອີ້ນວ່າ RISC processors.ດ້ວຍວິທີນີ້, ມັນສາມາດປະຕິບັດການດໍາເນີນງານໃນອັດຕາໄວກວ່າ (ຫຼາຍລ້ານຄໍາແນະນໍາຕໍ່ວິນາທີ, ຫຼື MIPS).ເນື່ອງຈາກວ່າຄອມພິວເຕີຕ້ອງການ transistors ແລະອົງປະກອບວົງຈອນເພີ່ມເຕີມເພື່ອປະຕິບັດແຕ່ລະປະເພດຄໍາແນະນໍາ, ຊຸດຄໍາແນະນໍາຄອມພິວເຕີຂະຫນາດໃຫຍ່ເຮັດໃຫ້ microprocessor ສັບສົນຫຼາຍແລະດໍາເນີນການຊ້າຫຼາຍ.

CISC ປະກອບມີຊຸດຄໍາແນະນໍາຈຸນລະພາກທີ່ອຸດົມສົມບູນທີ່ເຮັດໃຫ້ການສ້າງໂປຼແກຼມທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນໂປເຊດເຊີງ່າຍດາຍ.ຄໍາ​ແນະ​ນໍາ​ແມ່ນ​ປະ​ກອບ​ດ້ວຍ​ພາ​ສາ​ປະ​ກອບ​, ແລະ​ບາງ​ຫນ້າ​ທີ່​ທົ່ວ​ໄປ​ໃນ​ເບື້ອງ​ຕົ້ນ​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ໂດຍ​ຊອບ​ແວ​ໄດ້​ຖືກ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ໂດຍ​ລະ​ບົບ​ການ​ສອນ​ຮາດ​ແວ​ແທນ​ທີ່​ຈະ​.ການເຮັດວຽກຂອງນັກຂຽນໂປລແກລມດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດລົງຫຼາຍ, ແລະບາງການດໍາເນີນງານທີ່ມີລໍາດັບຕ່ໍາຫຼືການດໍາເນີນງານໄດ້ຖືກປຸງແຕ່ງພ້ອມໆກັນໃນແຕ່ລະໄລຍະເວລາຄໍາແນະນໍາເພື່ອເພີ່ມຄວາມໄວໃນການປະຕິບັດຂອງຄອມພິວເຕີ້, ແລະລະບົບນີ້ເອີ້ນວ່າລະບົບຄໍາແນະນໍາທີ່ສັບສົນ.

4 ບົດສະຫຼຸບ

ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ຮ້າຍແຮງສໍາລັບວິສະວະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຂອງລົດຍົນໃນມື້ນີ້ແມ່ນການກໍ່ສ້າງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ບໍ່ມີບັນຫາ, ແລະເຖິງແມ່ນວ່າໃນກໍລະນີຄວາມລົ້ມເຫຼວສາມາດເຮັດວຽກຂອງລະບົບຍານຍົນ, ໃນການປະຕິບັດລົດຄ່ອຍໆປັບປຸງໃນປັດຈຸບັນ, microcontrollers ຄາດວ່າຈະເພີ່ມປະສິດທິພາບ. ຂອງ​ຫນ່ວຍ​ຄວບ​ຄຸມ​ເອ​ເລັກ​ໂຕຣ​ນິກ​ລົດ​ຍົນ​.