Menu

Daxil olun Qeydiyyat

Mikrokontroller Texnikasi

AVR-CLASSIC MK-lərin ARXITEKtur xüsusiyyətləri

AVR-CLASSIC MK-lərin ARXITEKtur xüsusiyyətləri

90- cı ildən başlayaraq ATMEL firması 8 bitli RISC nüvə əsasında yüksək effektivlikli AVR MK-lərini inteqrə edilmiş (idarə obyektinin konstruksiyasına daxil edilmiş) tətbiqlər üçün layihələndirməyə başlamışdır.Bu sinifdən olan MK üçün qiymət/sürət/energi sərfi nisbətlərinin əlverişli olması onların geniş tətbiqinə imkan yaratmışdır.

AVR MK-lərinin tətbiq sahələri aşağıdakılardır:

Distansiyalı nəzarət/idarə sistemləri;

Məişət texnikası;

Avtomobil elektronikası;

Kompüter texnikasında şəbəkə kartları,ana kartlar(audio\video üçün DSP);

Rabitə və nəqliyyatda : mobil telefonlar,peyk idarəli nəqliyyat sistemləri.

AVR MK-nin əsas fərqləndirici xüsusiyyətləri aşağıdakılardır:

Kristal daxilində siqnalların daha sürətli ötürülməsini təmin edən CMOS texnologiyası və mükəmməlləşdirilmiş RISC arxitekturu hesabına əməliyyatların yüksək sürətlə yerinə yetirilməsi təmin edilir:daxili maşın dövrü sinxro siqnallar dövrünə bərabərdir,yəni 1əmr dövrü =1 xarici takt siqnalı dövrü.

2 mərhələli konveyer hesabına əksər əmrlərin (şərti keçiddən başqa) 1 əmr dövrü müddətində yerinə yetirildiyindən hər bir 1 MHs sinxro siqnal halında emal sürəti 1 MIPS (1 san.-də milyon əməliyyat) təşkil edir. Nəticədə digər MK-nin əldə etdiyi sürətə AVR MK daha aşağı sinxro siqnal tezliyində çata bilir.

Effektivliyinə görə 16 bitli /20 MHs tezlikli MK-lərə ekvivalentdir.

Proqram cəhətdən MCS-51 modelli MK-lərlə uzlaşdığından bir sıra tətbiqlərdə onları əvəz edir.

BOD(Brown-Out Direction-Qida gərginliyinin qiymətinin izlənilməsi) texnologiyası gerçəkləşdirilib. Qida gərginliyinin tətbiqi prosesində təyin edilmiş minimal qiymətə çatana qədər MK daxildən RESET vəziyyətində olur. Gərginliyin nominal qiyməti bərpa edildikdən sonra MK –nin normal işi yenidən davam edir.

Müxtəlif idarə qurğularının AVR MK təməlində yaradılması üçün kifayət qədər layihələndirmə vasitələri (redaktor,translyator,simulyator,emulyator,ISPproqramlaşdırma) AVR MK istehsalçıları tərəfindən” AVR Tools” kimi buraxılır.

Energiyə qənaət üçün müxtəlif rejimlər(SLEEP) AVR arxitekturunda gerçəkləşdirilmişdir.

Vahid baza arxitekturu çərçıvəsi daxilində AVR MK-ləri 3 ailəyə bölünür:

Classic AVR- ana xətti təşkil edir və baza arxitekturunun bir qədər genişləndirilməsindən ibarətdir.

Mega AVR – böyük həcmli daxili yaddaşın və çeşidli periferiya imkanlarının olmasını tələb edən mürəkkəb tətbiqlər üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Tiny AVR – minimal baza arxitekturu əsasında qurulmuş aşağı dəyərli ,8 çıxıntılı gövdələrdə buraxılan bəsit MK-dir.

Hər bir ailə daxilində bir-birindən daxili yaddaş həcminə,periferiya modullarının çeşidlərinə,giriş-çıxış xətlərinin və çıxıntılarının sayına, gövdənin tipinə görə fərqlənən çoxsaylı modellər vardır.Bu, layihələndirmə prosesində tələb edilən imkanlara uyğun MK-nin dəqiq seçilməsinə imkan yaradır. Classic AVR ,Tiny AVR və Mega AVR ailələrindən olan MK-lərin ümumiləşdirilmiş parametrləri müqayisəli şəkildə cədvəl 6.1. –də verilmişdir.

AVR MK-lərində nüvənin baza arxitekturu şək.6.1–də göstərilmişdir.Burada registrlər faylı prinsipinə əsasən, 8 bitli verilənlər üzərində əməliyyat aparan ALU-ya 32 ədəd GPR-lərdən hər birinin məzmunu operand kimi verilə bilər.Nəticədə operandın əvvəlcədən akkumulyatora yüklənməsi zərurəti aradan qalxır və əmrin icra müddətini azalmış olur. Harward arxitekturu prinsipinə görə hər növ yaddaşa(proqram FLASH,verilənlər SRAM və EEPROM) müraciət məxsusi şinlərlə gerçəkləşdirildiyindən eyni zamanda müxtəlif növ məlumatın ötürülməsi prosesi konveyeləşdirilə bilir.Periferiya modullarının minimal tərkibinə analoq komparatoru(müxtəlif analoq siqnallarının müqayisəsi üçün),ADC,8 bitli taymer,WDT taymer,çoxfuksiyalı giriş-çıxış portları və SPI, UART kimi ardicil interfeyslər daxildir.Portdakı xətlərin hər biri sərbəst olaraq giriş/çıxış üçün proqramlaşdırıla bilər.AVR MK-nin istifadə ediləcəyi sistemə daxil edilməsindən əvvəl proqramlanması paralel və ardıcıl olmaqla 2 rejimdə aparıla bilər.Yəni proqrammator qurğusu vasitəsilə MK-nin daxili proqram yaddaşına həmin MK-nin əmrlər sistemində təsvir edilmiş proqram kodları paralel ,yaxud ardıcıl formatlarda yüklənir.Paralel proqramlaşdırma üçün MK-nin daha çox sayda giriş-çıxış xətləri tələb edilir. MK-nın proqramlanması prosesi aşağı,yaxud yüksək gərginlik tətbiq edilməklə aparıla bilər.MK-i onun daxil olduğu sistemdən ayırmadan yenidən proqramlaşdırılması üçün baza arxitekturunda ISP(In System Programming-Sistem daxili proqramlaşdırma) texnologiyası gerçəkləşdirilmişdir.SPI interfeysindən istifadə etməklə kompüterdən ötürülən yeni proqram kodu Program FLASH-a , enerjidən asılı olmayaraq yadda saxlanılacaq verilənlər isə EEPROM-a ISP üsulu ilə yüklənir.Bu ,idarə alqoritmlərinin operativ olaraq qismən modifikasiya edilməsinə və verilənlərin EEPROM-a daxil edilməsinə imkan yaradır.

AVR MK-lərində əməliyyatların daxili maşın dövrlərində yerinə yetirilməsi diaqramı PIC,HC05 və C51 kimi digər sinifdən olan MK-lərlə müqyisəli olaraq şək.6.2.-də göstərilmişdir.Bu MK-lərdə əməliyyatlar 1,yaxud 2 əmrlər dövrü müddətində yerinə yetirilir.Lakin 1 əmrlər dövrü muddəti AVR MK-də PIC,HC05 və C51 modellərindəkinə nisbətən uyğun olaraq 4,6 və 12 dəfə kiçik olduğundan MK-nın işçi tezliyinin eyni bir qiymətində əməliyyatların yerinə yetirilməsi sürəti də uyğun dəfələrlə böyükdür.

AVR Classic ailəsinə daxil olan AT90S2333/ AT90S4433 modellərinin daxili strukturu şək.6.3-də göstərilmişdir.Burada B,C,D üçün kimi 3 ədəd çoxfuksiyalı portlarınin hər birində giriş-çıxış buferi və istiqamətləndirici kimi müəyyən SPR registrləri vardır.PortC-nin xətlərindən istifadə edilməklə 6 kanaldan ötürülən analog siqnalları analog multipleksoru vasitəsilə ADC-nin girişinə verilir.ALU blokuna 8 bitli adi GPR registrləri ilə yanaşı,16 bitli X,Y və Z registrlərindən də operandların bilavasitə ötürülməsi 16 bitli əməliyyatların aparatla yerinə yetirilməsini təmin edir. bilər. SPI interfeysi ilə əlaqədar olan proqramlaşdırma bloku FLASH yaddaşın ISP texnologiyası ilə yenidən proqramlaşmasını təmin edir.

AVR Classic MK-lərin yaddaş xəritəsi şək.6.4 –də verilmişdir.Buraya fiziki və məntiqi cəhətdən bir birindən ayrı olan Proqram yaddaşı (FLASH), verilənlər yaddaşı və verilənlər üçün EEPROM daxildir.FLASH və EEPROM həcmi ailə daxilindəki modeldən asili olaraq müəyyən edilir. Proqram yaddaşı hər biri 16 bitli olmaqla 512-4096 ədəd oyuqlardan ibarətdir.MK-nın əksər əmrləri 16 bitli ,bəziləri isə 32 bitlidir.Verilənlər üçün EEPROM yaddaşının 8 bitli oyuqları xətti təşkil edilməklə məxsusi ünvan sahəsinə malikdir. Verilənlər yaddaşı 32 ədəd GPR-lərdən,64 ədəd I/O registrlərindən(SPR-lər) və daxili SRAM , xarici SRAM-dən ibarət olmaqla 0000H-FFFFH intervalında dəyişən vahid ünvan sahəsinə malikdir. Verilənlər üçün RAM–nin ünvan sahəsinin göstərilən hissələr üzrə paylanması şək. 6.5-də verrilmişdir.Şək. 6.6-da AVR Classic MK-nə xarici RAM-nin qoşulması sxemi göstərilmişdir.MK-nın 8 bitli A portundan multipleksləşmiş şəkildə ötürülən verilənlər kodu və ünvanın kiçik baytı bufer registri vasitəsilə xarici RAM mikrosxeminin uyğun girişlərinə daxil olur.Ünvanın 8-15 yüksək bitləri isə MK-nın PotrC-dən göndərilir.Xarici yaddaşa müraciət üçün RD,WR siqnalları MK-nın digər portunun xətlərindən verilə bilər.R0-R31 GPR registrləri hər biri 8 bitlidir və verilənlər üçün RAM-nin kiçik 00H-1FH ünvan sahəsində yerləşir. Burada R26-R27,R28-R29 və R30-R31 cutlərindən təşkil edilmiş 16 bitli X,Y və Z registrləri unvan göstəricisi(indeks registrləri) kimi,yaxud 16 bitli operandları yadda saxlamaq üçün istifadə edilə bilər(şək.6.7). Verilənlər yaddaşındakı GPR registrlərdən birinə,yaxud ikisinə əmrdən birbaşa müraciət edilə bilər.Əmrdə birbaşa göstərilən registrlərdən birinin SPR olması mümkündür. SRAM yaddaşının oyuqları birbaşa,dolayı-registrli, dolayı-nisbi-registrli kimi ünvanlaşdırılır. SRAM oyuğuna birbaşa müraciət yalnız 32 bitli əmrlərin 2-ci sözundəki 16 bitli ünvanla göstərilir.Dolayı ünvanlaşdırma 16 bitli əmrlərdə X,Y və Z indeks registrlərinə müraciət yolu ilə gerçəkləşdirilir.Bu halda nisbi,yaxud inkrement/dekrement ünvanlaşdırma üsulları da əlavə edilə bilər.


Bizi dəstəkləyənlər