Проектирование микропроцессорных систем методические указания к курсовому проектированию

Таблица - Основные классы количественных индексов производительности вычислительных систем

• 
  подключение питания;
  
• 
  обеспечение режима генерации тактовых импульсов;
  
• 
  расчет схемы запуска;
  
• 
  подключение внешних устройств (аналоговых и цифровых);
  
• 
  организация прерываний.
  

• 
  встраиваемые 8-разрядные МК;
  
• 
  16 и 32-разрядные МК;
  
• 
  цифровые сигнальные процессоры (DSP).
  

• 
  схема начального запуска процессора (RESET);
  
• 
  генератор тактовых импульсов;
  
• 
  центральный процессор;
  
• 
  память программ (Е (Е) Р)ROM и программный интерфейс;
  
• 
  память данных RAM;
  
• 
  средства ввода-вывода данных;
  
• 
  таймеры, фиксирующие число командных циклов.
  

• 
  встроенный монитор/отладчик программ;
  
• 
  внутренние средства программирования памяти программ (ROM);
  
• 
  обработка прерываний от различных источников;
  
• 
  аналоговый ввод – вывод;
  
• 
  последовательный ввод – вывод (синхронный и асинхронный);
  
• 
  параллельный ввод – вывод (включая интерфейс с компьютером);
  
• 
  подключение внешней памяти (микропроцессорный режим).
  

• 
  модульная организация, при которой на базе одного процессорного ядра (центрального процессора) проектируется ряд (линейка) МК, различающихся объемом и типом памяти программ, объемом памяти данных, набором периферийных модулей, частотой синхронизации;
  
• 
  использование закрытой архитектуры МК, которая характеризуется отсутствием линий магистралей адреса и данных на выводах корпуса МК. Таким образом, МК представляет собой законченную систему обработки данных, наращивание возможностей которой с использованием параллельных магистралей адреса и данных не предполагается;
  
• 
  использование типовых функциональных периферийных модулей (таймеры, процессоры событий, контроллеры последовательных интерфейсов, аналого-цифровые преобразователи и др.), имеющих незначительные отличия в алгоритмах работы в МК различных про­изводителей;
  
• 
  расширение числа режимов работы периферийных модулей, которые задаются в процессе инициализации регистров специальных функций МК.
  

• 
  центральный процессор;
  
• 
  внутреннюю контроллерную магистраль (ВКМ) в составе шин адреса, данных и управления;
  
• 
  схему синхронизации МК;
  
• 
  схему управления режимами работы МК, включая поддержку режимов пониженного энергопотребления, начального запуска (сброса) и т.д.
  

• 
  широкие “интеллектуальные” функциональные возможности;
  
• 
  осуществимость перенастройки МПС на новые условия, задачи, объекты и т.д. путем изменения только ПО.
  

• 
  большим временем выполнения функций (или меньшим быстродействием), обусловленным последовательным методом выполнения программы.
  
• 
  сложностью программной реализации функций непосредственного сопряжения с реальными объектами;
  
• 
  ограниченным разделом ПО, обусловленным возможностью МПС по размещении информации в ЗУ (разрядностью шины адреса МПС, шины данных, типом используемых БИС ПЗУ и т.д.).
  
• 
  повышенными требованиями к инструментальным средствам и специалистам-разработчикам.
  

• 
  анализ требований к программному обеспечению;
  

• 
  формализация задач и выполняемых функций, куда входит определение входов и выходов алгоритмических и программных блоков, конкретных процессов обработки, формулирование и учет системных ограничений (эксплуатационных, временных, объемных, точностных и др.);
  
• 
  проектирование программы или составление алгоритма ее выполнения, удовлетворяющего требованиям постановки задачи и спецификаций;
  
• 
  кодирование или собственно программирование, заключается в формировании программы на выбранном языке
  
• 
  программирование (исходный текст). Затем осуществляется компиляция и трансляция для программы, написанной на языке высокого уровня, или только трансляция для программы, написанной на языке ассемблера. После компоновки с помощью редактора связей получается загрузочный модуль в машинных кодах целевого (используемого) микропроцессора или микроконтроллера;
  
• 
  тестирование и автономная отладка, когда на программной модели проверяется корректность программы. Тестирование позволяет убедиться в том, что программа правильно выполняет возложенные на нее функции. При этом очень важным является правильный выбор тестовых данных, разработка методов тестирования и тестовых примеров.
  

• 
  контроллеры-конструкторы;
  
• 
  учебные микропроцессорные стенды.
  

• 
  макетирование микропроцессорных систем, отладка программного обеспечения для систем на базе широко распространенного ядра Intel MCS-51;
  
• 
  автоматизация простых технологических процессов и лабораторных исследований;
  
• 
  обучение;
  
• 
  радиолюбительство, управление бытовой техникой.
  

• 
  подготовка программы в текстовом редакторе или среде программирования;
  
• 
  транслирование исходного текста и получение загрузочного НЕХ-модуля программы;
  
• 
  подготовка и загрузка НЕХ-модуля в стенд через интерфейс RS232C с помощью поставляемых инструментальных систем;
  
• 
  прием и обработка НЕХ-модуля резидентным загрузчиком НЕХ202, передача управления загруженной программе.