Микроконтроллеры с динамической организацией (Soft Мicго)

Номенклатура микроконтроллеров с динамической организацией состоит из базовых микропроцессоров, объединенных с БИС памяти, с определенными принципами организации памяти. Дополнительно часто используются устройства, имеющие небольшие размеры и которые могут быть использованы как прямые функциональные части стандартных микроконтроллеров MCS51. Перечень изделий этого семейства, быстродействие и объем памяти указаны в табл. 1.7.

Все базовые микропроцессоры не имеют собственной встроенной памяти и при их использовании необходимо (на дополнительную шину и без привлечения портов ввода-вывода) установить нужный кристалл малопотребляющей памяти, а к специальному выводу присоединить литиевую батарею на 3 вольта. При правильном выборе типа памяти энергии литиевой батареи хватает для хранения информации не менее 12 лет.Эта энергия расходуется только при отключенном питании 5 вольт, когда процессор находится в нерабочем состоянии. Все базовые кристаллы размещены в корпусах QFP80 с выводами по поверхностный монтаж и расстоянием 08 мм между выводами.

Изделия выполнены в корпусах DIP40 или SIP STICK и представляют микромодули с установленными базовым контроллером, памятью, таймером реального времени и литиевой батарейкой. Работа таймера и сохранение содержимого памяти при отсутствии "питающего" напряжения обеспечивается энергией литиевой батарейки, Выводы изделий в DIP40 совпадают с выводами микроконтроллеров MCS51 и аналогичных корпусах, что позволяет осуществлять их замену. Печатные платы SIP STICK предназначены для установки в разъемы SIMM40 или SIMM 72 (выпускаются только этой фирмой). ИспользованиеSIP STICK позволяет экономить площадь монтажной платы, за счет вертикального расположения модулей. При одинаковых характеристиках, самым дешевым является создание собственных изделий с использованием базовых кристаллов, самым дорогим применение модулей в DIP40. Модули SIP STICK занимают промежуточное положение.

Таблица 1.7

Особенности структуры МК:

Watchdog Timer

Неприятность может случиться при работе любого процессорного устройства, если в порядок выполнения программы вмешался случайный отказ ("сбой"). При этом программа попадает в ошибочный или запланированный бесконечный цикл. Выйти из этой ситуации поможет специальный дежурный таймер (Watchdog Timer). При переполнении этого таймера происходит внутренняя инициализация процессора, а специальные флаги укажут, по какой причине произошла инициализация.

Генератор случайных чисел.

Процессор DS5002 содержит генератор случайных чисел, который выдает последовательность 8-битных случайных чисел через каждые 160 микросекунд. Он может оказаться полезным в большинстве многоточечных коммуникационных систем с целью обработки столкновений.

Начальная проверка программы

В микроконтроллерах всегда существует неизменная (резидентная) часть программы, которую неплохо было бы проверить в начале работы. Проверять при помощи той же программы - это не проверить ничего, поэтому, начиная с DS5001, введен механизм автоматического вычисления CRC (циклического кода) участка памяти и сравнение его с ранее вычисленным значением. При несовпадении, управление передается встроенной программе загрузчика.

Межпроцессорный обмен.

Очень важным аспектом при составлении многопроцессорных систем является наличие межпроцессорного обмена. Обычно для MCS51 для этого используется последовательный канал. В процессорах DS5001 и DS5002 существуют дополнительно программируемый контроллер байтового обмена. Для его использования внешний процессор присоединяется к выводам портов 0 и 2. Для обеих процессоров (внешнего и внутреннего) появляется независимая возможность обращения к двум регистрам обмена. Протокол обмена совпадают с протоколом микросхемы i8042 фирмы Intel. Возможно также подсоединение устройств прямого доступа (DMA). Интерфейс отключаемый, и эти порты можно использовать обычным для MCS51 способом. При желании можно организовать порт обмена по шине IBM PC с другим аналогичным процессором или с устройствами цифровой обработки сигналов (ЦОС). Например, в микросхемах ЦОС AD21xx требуется начальная загрузка по 8-битному каналу. Поскольку обмен идет с квитированием, то для этой цели удобно воспользоваться имеющейся в DS5000 возможностью, получив, таким образом, изящный обрабатывающий комплекс.