Prehľad aktuálneho stavu mikroprocesorových systémov
| Predmet |
|
|---|---|
| Konfigurovateľné mikroprocesorové systémy | |
| Tématická časť: | |
| Všeobecný úvod |
PIC
PIC je rada mikroprocesorov postavených na Harvardskej architektúre vyrábaných firmou Microchip Technology, odvodený z PIC1640 pôvodne vyvinutého firmou General Instrument 's Microelectronics Division. Názov PIC je skratkou slov „Programmable Interface Controller“. PIC sú obľúbené v kruhoch priemyselných vývojárov ako aj domácich majstrov vzhľadom na ich nízke náklady, širokú dostupnosť, veľkú užívateľskú základňu, vývojové nástroje ktoré sú dostupné, lacné alebo dokonca úplne zadarmo (dostupné pod GPL alebo inou open source licenciou), a sériové programovanie mikroprocesorov (možnosť opakovaného programovania - s flash pamäťou).
Vo februári roku 2008 oznámila firma Microchip svoj 6000000000. vyrobený procesor PIC.
Architektúra jadra
Architektúra PIC je výrazne minimalistická. Je charakterizovaná týmito rysmi:
- Samostatný kód a dátové priestory (Harvardská architektúra)
- Malý počet inštrukcii s pevnou dĺžkou (RISC)
- Väčšina inštrukcii je jedno cyklového prevedenia (4 hodinové cykly), s jedným oneskorením cyklov na vetvách a skokoch
- Jeden akumulátor (W), ktorého použitie (ako zdroj operandov) je implicitné (tzn. nie je zakódovaný v operačnom kóde). Cez tento register sú realizované všetky aritmetické a logické operácie.
- Rozsiahla banka dátových registrov
- Všetky RAM miesta fungujú ako registre ako obidva zdroje a / alebo miesta určenia matematických a ďalších funkcií.
- Hardwarový zásobník pre ukladanie návratovej adresy
- Pamäťovo mapované periférie a konfiguračné registre
- Dátový priestor mapuje CPU, port, a periférne registre
- Voľne prístupný programový čítač mapovaný do dátovej pamäte (používa sa na vykonanie nepriamych skokov).
Na rozdiel od väčšiny ostatných procesorov, pri mikroprocesoroch PIC nie je žiadny rozdiel medzi pamäťovým priestorom a priestorom registra, pretože RAM slúži na prácu aj pamäte aj registrov. Väčšinou sa na RAM odkazuje jednoducho ako na registre.
Dĺžka slova
Dĺžka slova mikroprocesorov PIC môže byť zdrojom nejasností. Všetky mikroprocesory PIC(až do PIC18 vrátane) pracujú a adresujú dáta v 8-bitových častiach, takže by mali byť nazývané 8-bitové mikroprocesory. Avšak,adresovací priestor procesora nie je všeobecne rovnako veľký ako priestor pre dáta. Napríklad, mikroprocesory PIC základných (baseline: PIC12, PIC14) a stredných tried (mid-range: PIC16) majú programovú pamäť adresovateľnú rovnakým počtom bitov ako je veľkosť inštrukcie. Teda 12bitov (baseline) alebo 14 bitov(mid-range). Naproti tomu v sérii PIC18, je programová pamäť adresovaná ôsmimi bitmi teda dĺžka slova sa líši od veľkosti inštrukcie o 16 bitov. Aby sa predišlo nejasnostiam, kapacita programovej pamäte sa zvyčajne uvádza v počte (jedno slovných) inštrukcii, ktoré sa do nej vmestia..
Rady mikroprocesorov PIC
Mikroprocesory PIC sa vyrábajú v troch základných prevedeniach:
- Jednorázovo programovateľné (OTP) - odlišuje ich písmeno C v typovom označení
- Viacnásobne programovateľné s EPROM pamäťou
- Viacnásobne programovateľné s FLASH pamäťou - odlišuje ich písmeno F v typovom označení
Podľa šírky dátového slova rozlišujeme 8bitové a 16 bitové mikroprocesory PIC. Ďalej sa mikroprocesory PIC delia podľa šírky programového slova (10,12,14bitov,...).
Z kombinácie týchto základných vlastností vychádzajú tieto rady mikroprocesorov PIC:
8bitové Microprocesory
- PIC10
- PIC12
- PIC14
- PIC16
- PIC17
- PIC18
16bitové Microprocesory
- PIC24
16bitové Digitálne Signálové Microprocesory
- dsPIC30
- dsPIC33F
32bitové Microprocesory
- PIC32 (MIPS)
Varianty procesorov a periférie
Varianty periférii ktoré môžu implementovať jednotlivé mikroprocesory PIC:
- Binárne vstupy a výstupy(I/0), konfigurovateľné podľa potreby
- Oscilátory zabudované vo vnútri mikroprocesora, použiteľné napríklad pre komunikáciu RS232
- 8 až 16bitové časovače
- Vnútorná pamäť EEPROM pre ukladanie dát
- Synchrónne a asynchrónne sériové rozhranie (USART)
- MSSP periférie pre realizáciu I^2C a SPI „sériovej“ komunikácie
- A/D prevodníky (až do 50 kHz)
- USB, Ethernet, CAN rozhranie
- Rozhranie pre pripojenie externých pamätí
- Integrované rozhranie pre rádiové prenosy (PIC16F639 a rfPIC)
- Periférie KEELOQ pre šifrovanie a dešifrovanie kódu
