BMPT Mikroprocesorová technika
|
|
- Bohumila Brožová
- před 8 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 BMPT Mikroprocesorová technika 1.Architektura mikroprocesorových systémů von Neumanova typu, s Harvardskou architekturou a s architekturou typu VLIW. Paralelní zpracování instrukcí a dat První dělení mikropočítačů iniciovala americká vláda v 70. letech, když požádala Princetonskou a Harvardskou univerzitu, aby navrhly architekturu vhodnou pro potřrby dělostřelectva. Vznikly dvě základní koncepce: - Von Neumannova - Harvardská Von Neumanova architektura - popisuje jak má číslicový systém pracovat a z jakých hlavných částí by se měl skládat: řídicí jednotka, paměti, I/O obvody - zásadní myšlenka von Neumannovy architektury je použití pouze jedné paměti a to pro kontrolní program (instrukce) i pro data obojí je jedno a totéž - nekoresponduje s vyššími programovacími jazyky, např. neumožňuje pracovat s vícerozměrnými poli. Von Neumannovu architekturu využívají dneska počítače typu PC. - Program je vykonáván sekvenčně, tj. instrukce se provádějí tak jak jdou za sebou až na ně dojde řada. - Změnu pořadí vykonávaní instrukcí lze provést jen podmíněným skokem, nepodmíněným skokem, či voláním podprogramu - Vnitřní architektura ja nezávislá na řešné úloze. Veškeré změny mají být řešny softwarově, tzn. počítač je řízen obsahem paměti - Původní přednost v univerzálnosti architektury je ve svém důsledku nevýhodná systém dokáže zpracovat libovolný problém, ale neefektivně - Neexistuje princip paralelismu o Výhodnější a přehlednější pro tvorbu aplikací, paralelní programování je složité a špatně čitelné o Nevýhodné pro optimalizaci výkonu jednotlivých částí systému (vždy je zatížena pouze jedna část) - pamět rozdělena na stejně velké buňky, jejich pořadové čísla se využívají jako identifikační adresy Harvardská architektura - chronologicky navazuje na architekturu von Neumannovu a odstraňuje některé její nedostatky - zásadní rozdíl je oddělená část paměti pro program a data o program tak nemůže přepsát sám sebe o možnost použití pamětí odlišných technologií (EEPROM, Flash) o dvě sběrnice umožňují současný přístup k instrukcí i k datům o nevyužitou část paměti pro data ovšem nelze využít pro uložení programu a naopak - sekvenční vykonávání instrukcí zachováno, tzn. že paralelní zpracování lze provádět pouze na úrovni operačního systému
2 Procesory typu WLIV (Very Long Instruction Word) - velmi dlouhé instrukční slovo - umožňují efektivnější vykonání programu, z důvodu paralelního zpracování instrukcí - paralelismus je realizován větším počtem funkčních jednotek se specifickými funkcemi o aritmetické operace, hardwarová násobička, komunikace s pamětí, bitové operace o každá může pracovat nezávisle na ostatních - podstata paralelního zpracování: zatímco se provádí např. součet dvou čísel, je možné jiné operandy násobit a z paměti si načíst další hodnoty Dělení paralelních systémů: Paralelní systémy lze dělit podle počtu programů, které jsou řešeny současně - SI (Single Instruction Stream) jeden řešený program - MI (Multiple Instruction Stream) Moderní digitální signálové procesory obsahují strukturu umožňující paralelní zpracování instrukcí i dat - obecně obsahuje samotné jednotky, z nichž každá plní svůj program s jinými daty než jednotky ostatní Paralelní zpracování instrukcí/dat - instrukce je tvořena z několika částí, ale ty se vykonávají současně v několika funkčních jednotkách - tento způsob zpracování výrazným způsobem zvyšuje výkon procesorů, především při práci s vektory - úkolem programátora je připravit data tak, aby vyhovala struktuře SI/MD o snaha o maximální vytížení procesoru
3 2.Číselná reprezentace v soustavě s pevnou a pohyblivou řádovou čárkou. Reprezentace záporných celých čísel Dekadická, binární, hexadecimální číselná soustava Všechny číslicové systémy pracují v binární soustavě, ale vstupní/výstupní data jsou požadována v dekadické soustavě. Používá tzv. BCD kód, která popisuje každou číslici v dekadické soustavě čtveřicí bitů. Reprezentace záporných celých čísel V číslicových systémech se k vyjádření záporných čísel používá tzv. dvojkový doplněk. Představuje číslo opačné k dané hodnotě. Postup vytvoření dvojkového doplňku: - negace všech bitů - binárně přičíst jedničku Rychlejší postup: - opisovat všechny nulové bity od LSB - první jednotkový bit opsat - zbývající bity negovat Rozsah hodnot dvojkového doplňku je omezený - 8 bitový systém: -128 až bitový systém: až Pro reprezentaci desetinných čísel a pro zvýšení rozsahu je použita reprezentace s plovoucí řádovou čárkou (Floating-point) Tri základní formáty: - jednoduchá přesnost Single precision 32 bitů - dvojitá přesnost Double precision 64 bitů - rozšířená přesnost Extended precision 80 bitů Formát binárního čísla se skládá ze tří částí: - znaménkový bit S - 1 bit 1=záporné - exponent E 8 bitů - mantisa M 23 bitů Mantisa: Reprezentuje nejdůležitější bity kódovaného čísla. Hodnota je normována, desetinná čárka je přesunuta za první nenulovou číslicí. Z desetinné části se pak vybere mantisa. Exponent Může vyjádřit jak kladný, tak i záporný exponent. K dané hodnotě je vždy přičtena konstanta 127, proto je výsledná hodnota ve formátu floating-point vždy kladná
4 3.Řízení datové komunikace po sběrnici v mikroprocesorovém systému Bit zkratka Binary Digit, tj. symbol v binární soustavě Paměťová buňka zařízení nebo elektrický obovod pro uchování hodnoty 1 bitu Paměťové slovo množina paměťových buněk určité velikosti Pamět součástka, umožňující uložení programu nebo dat v binární podobě. Soubor určitého počtu paměťových slov Registr skupina paměťových buněk k uložení binární informace Šířka registru počet bitů v registru Registrový pár dvojice registrů Pin vodič vivedený vně součástky Port skupina pinů, umožňující vtsupně/výstupní komunikaci mikrokontroléru s okolím Sběrnice skupina vodičů umožňující propojení vstupů a výstupů několika zařízení, registrů Komunikace mezi zařízeními - Typická komunikace uvnitř mikrokontroléru, ale i mezi mikrokontrolérem a zařízeními probíhá po paralelním vedení tj. po sběrnici (8 bitový systémů tvořena zpravidla 8 vodiči) - Všechna zařízení obsahují 8bitový vstupně/výstupní port, pomocí něhož jsou připojena na jedinou skupinu vodičů sběrnici. Nejedná se tedy o spojení point-point. - Aby byly eliminovány kolize na sběrnici, kdy několik zařízení vysílá současně stav na sběrnici je dán kombinací více signálů, data jsou nečitelná se používají systémy s tří-stavovými výstupy, příp. oddělovací bufery s třístavovým výstupem - Tří-stavový výstup je řízen povolovacím vstupem (ENABLE), který zajistí aktivaci vždy jen jednoho zařízení, výstupy ostatných ve stavu vysoké impedance Tří-stavový výstup Philips 74HC125 Výstupy obsahují kromě stavu HIGH a LOW také stav vysoké impedance. Řízení režimu pomocí řídícího signálu ENABLE. Popis činnosti: - E=1: výstup ve stavu vysoké impedance výstup se chová jakoby fyzikcy odpojený od sběrnice - E=0: bufer pracuje v normálním režimu, tj. výstup X je napeťový ekvivalent vstupu A Tří-stavové obvody jsou již obsaženy v klopných obvodech, registrech, paměťových součástkách, a téměr ve všek mikrokontrolérech. Rozšíření sběrnice Běžně se používá větší počet registrů než 3. Obecně lze na sběrnici připojit libovolný počet registrů. Zvyšuje se tím ale počet řídicích signálů OE, IE a vstupně/výstupní vodičů. Princip: - jeden registr (zařízení) má aktivovány výstupní obvody a zapisuje data na sběrnici - jiný registr (zařízení) má aktivovány vstupní obvody, čímž může data ze sběrnice číst - při aktivní hraně hodinového signálu dojde k zápisu dat do registru Šířka sběrnice je dána šírkou datového slova, přenášeného systému (8bitové slovo=8 vodičů) Obousměrná sběrnice: má vstupy i výstupy napojené na shodný vodič datové sběrnice, např. Adresní sběrnice: přenáší n-bitovou adresu z mikroprocesoru do paměti. Čtení, zápis z/do paměti musí být doprovázen příslušným řídicím signálem Datová sběrnice:obousměrná 8bitová sběrnice (u 8 bitový systémů) pro přenos dat do/z paměti. Datová sběrnice nemusí obsahovat jen data, ale také instrukce, které mají být vykonány Řídicí sběrnice: je skupina všech časovacích a řídících signálů, nutný pro korektní synchronizaci operací mikroprocesoure s ostatními součástmi systému.(read/write, ENABLE)
5 4.Instrukční soubor mikroprocesorových sytémů. Obsluha přerušení Od von Neumannovy archtektrury je mikroprocessor řízen programem, který je tvořen posloupností instrukcí v binární podobě, tj, instrukce je číselně vyjádřený pokyn. Instrukce jsou uloženy v programové paměti, jsou načítány a vykonávány sekvenčně, tj. jak jak jdou po sobě. V mikroprocesorové technice obsahují instrukce dvojí informaci - jaká operace má být vykonána - adresa operandů, se kterými se má pracovat Každý typ mikrokontrolérů obsahuje jinou instrukční sadu, neexistuje jedna instrukční sada pro všechny mikrokontroléry. Základní formáty instrukcí: 1, 2 a 3bytové Jednobytové instrukce - jednobytové instrukce informují pouze o op kódu - nepoužívají se žadné operandy, není tedy možné přístupovat k pozicím v paměti. Je ale možné rozlišovat adresu registrů - příklady: CLR A nuluje všechny bity v akumulátoru Dvoubytové instrukce - dvoubytové instrukce obsahují 8bitový op kód (tj. typ operace) a 8bitovou adresu operandu - příklady: MOV A,direct přesune obsah paměti na adrese direct do akumulátoru A Tříbytové instrukce - Obsahují 8bitový op kód a 16 bitovou adresu operandu. Jedná se o totožný případ, jako u 2 bitových instrukcí, jen is tím rozdílem že adresa operandů je 16 bitová - příklady: JMP adresa nepodmíněný skok na adresu Struktura instrukcí RISC procesorů Mikroprocesory s architekturou typu RISC mají konstatní délku všech instrukcí. Umožňuje to rychlejší dekódování instrukcí a tím i zvyšování početního výkonu programu. - příklady: RET návrat z podprogramu, LDI Rd,K naplnění registru Rd 8 bitovou konstantou K Obsluha přerušení Běh programu je ovlivnitelný pomocí tzv. přerušení. V případě že mikroprocesor obdrží žádost o obsluhu povoleného přerušení, musí přerušit vykonávanou činnost a spustit příslušný obslužný program. Každý procesor obsahuje sadu možných přerušení interních i externích, zdroje přerušení závisí na hardwarovém vybavení. Obsluha každého přerušení je ovládána tzv. vektorem přerušení v programové paměti, jedná se o adresu od které se začne vykonávat konkrétní obsluha. Každý přerušení má svůj povolovací bit, navíc existuje jeden globální povolovací bit. Jednotlivé přerusšení mají různou prioritu, nižší adresa = vyšší priorita Fáze přerušení: 1.fáze: dokončí se výkon právě vykonávané intrukce. 2. fáze: zakáže se obsluha případných následujících přerušení. 3. fáze: do zásobníku se uloží adresa následující instrukce v programové paměti (zásobník musí být definován). 4. fáze: podle zdroje přerušení se do Program countertru načte adresa obslužného programu přerušení. 5. fáze : vykoná se obsluha prerušení. 6. fáze: obsluha přerušení se ukončí instrukcí RETI (return interrupt). 7. fáze : povolí se obsluha dalších přerušení. 8. fáze: do PC se načte návratová adresa ze zásobníku. 9. fáze: pokračuje se ve výkonu hlavního programu (na místě než přišel požadavek na přerušení
6 5.Programátorský model procesoru. Způsoby větvení programu. Princip návratu z podprogramu / obsluhy přerušení Programátorský model Programátorský model mikrokontroléru (nebo také softwarový pohled na MCU) obsahuje popis paměťového prostoru MCU, soubor registrů, jejich názvy, adresy a funkce, které může programátor využívat. Paměťový prostor AVR - oddělené pamět pro program a data (Harvardská architektura) - vnitřní a vnější adresní prostor - SRAM: 32 obecných pracovních registrů, 64 I/O registrů, které řídí periférie MCU, libovolně použitelná paměť - EEPROM: časově náročnější přístup než SRAM, nemaže svůj obsah, uchování nastavení přístroje Vstupně / výstupní registry AVR Slouží k řízení jednotlivých periférií i samotného jádra mikrokontroléru Stavový registr SREG Příznakové bity (flag) informují o typických výsledcích poslední aritmetické, logické, příp. bitové operace. Jsou nastavovány a nulovány aritmeticko logickou jednotkou (ALU) příp. datovou sběrnici. Jsou uloženy ve stavovém registru. C (carry flag) příznak přenosu pro poslední aritmetické operaci nebo bitovém posuvu Z (zero flag) příznak nulového výsledku aritmetické, logické operace, příp. bitového posuvu N (negative flag) MSB výsledku = 1, V (overflow flag) příznak přeteční při počítání se znaménkovými čísly, S (sign flag) informuje, zde je výsledek znaménkové číslo H (half carry flag) příznak tzv. pomocného nebo polovičního přenosu z nižšího niblu do vyššího, T (transfer bit), I (global interrupt enable) povolení všech přerušení Větvení programu Podle von Neumannovy koncepce procesoru jsou instrukce vykonávány sekvenčně, tj. jak jsou uloženy v paměti. Adresu instrukce, která se bude vykonávat specifikuje programový čítač ( PC program counter). Při startu systému je hodnota PC vynulována. Dále je zpravidla pouze inkrementována. Při podmínkách, nepodmíněných skocích, volání podprogramu, obsluze přerušení dochází ke skokové změně hodnoty PC, tj. k větvení programu. K hodnotám PC nelze přímo přístupovat, protože tento čítač nelze adresovat. Změnu hodnoty provádíme pouze nepřímo vykonanými instrukcemi. Princip návratu z podprogramu/obsluhy přerušený: podprogram je část kódu, která se často opakuje, do strojového jazyka se přeloží jen jednou. Spouští se zapsaním adresy první instrukce do programového čítače. Návrat z podrogramu: vyzvednutí návratové adresy ze zásobníku, a její zapsání do PC (RET). Návratová adresa musí být uložena před skokem do podprogramu do tzv. zásobníku SP (stack pointer). Návratová adresa je adresa instrukce následující po instrukci volající podprogram. Na rozdíl od (ne)podmíněného skoku doje po ukončení podprogramu k návratu na intrukci následující po skoku do podprogramu. Zapisovat/číst lze ze zásobníku pouze z jedné pozice. Tu udává tzv. ukazatel na zásobník (stack pointer).
7 6.Postup a rozdíly ve vývoji aplikací v jazyce symbolických adres a pomocí vyšších programovacých jazyků. Kombinace obou jazyků Postup překladu zdrojového kódu Řídicí jednotka pracuje s binárně vyjádřenými pokyny strojový kód. Psát aplikace přímo ve strojovém jazyce je nepřehledné, neefektivní, složité využívá se symbolický zápis (JSA). Převod z JSA do strojového kódu provádí asembler program, který každou instrukci nahradí binární posloupnosti, podle definovaných pravidel. Program je v uložen v binární podobě, pro přehlednost se ale zapisuje v hexadecimální soustavě. Zdrojový kód může obecně obsahovat 4 typy zápisu: Direktivy překladače: nejsou překládány do strojového kódu, pouze informují asembler jak vytvořit strojový kód. Začínají tečkou. (.byte,.def,.macro) Proces překladu do strojového jazyka Elementární zásady jazyka C - příkaz končí středníkem - těla funkcí, posloupnosti příkazů u podmínek, cyklů, apod. se združují do složených závorek - řetězce se uvozují uvozovkami - komentáře se píší za dvojité lomítko - rezervovaná slova nelze použít k jinému účelu než je určeno (for, return, if, else) Kombinace jazyka symbolických adres a C - programování ve vyšším jazyce je pohodlnější, rychlejší, kód je snáze přenositelný mezi platformami, zabírá více místa v paměti, jeho výkon je pomalejší - běžná praxe je tvorba aplikace v jazyce C, pouze exponované části programu, kde chceme mít přehled o počtu instrukcí, rychlosti výkonu, či konkrétní funkci se tvoří v JSA - proto lze zdrojové kódy kombinovat - předávání parametrů mezi funkcí v JSA a hlavní aplikací v C pomocí předem určených registrů
8 7.Struktura a využití základních periférií mikrokontrolérů, např. vstupně/výstupní port, čítač/časovač, A/D převodník apod. Vstupně / výstupní port I/O (paralelní) port - I/O port obsahuje vstupně/výstupní piny, které zajištují komunikaci s externím světem - Jsou to nejvšestranější I/O zařízení mikrokontroléru - Počty pinů korespondují s použitím mikrokontroléru ATmega16 32 I/O pinů - U mikrokontrolérů AVR jsou ke každému obousměrnému I/O portu asociovány 3 I/O registry o Směrový registr DDRx Hodnota 0 = pin je definován jako vstupní Hodnota 1 = pin je definován jako výstupní o Datový (výstupní) registr PORTx v případě definovaného výstupního pinu, udává hodnota bitu v registru logickou úrověn na pinu. Hodnota 1 = pin je na vysoké úrovni o Vstupní piny PINx Udává hodnota bitu v registru aktivaci/deaktivaci pull-up rezistor Každý pin obsahuje přepěťovou ochranu (omezující diody) a možnost připojení pull-up rezistoru Čítač / časovač - Každý mikrokontrolér obsahuje periférii umožňující odečítat čas (časovač, anglicky: timer), příp. načítat vstupní pulsy (čítač, anglicky: counter) - Toho lze využít k jednoduchým aplikacím o Měření krátkých intervalů, periodické spouštění funkce o Konstrukce jednoduchých frekcenčních čítačů Obě funkce využívají registry, jehož obsah se inkrementuje pomocí hodinového, příp. externího signálu. Lze tak využít 8, 16 bitové čítače / časovače - Čítač / časovač je 8 bitový registr schopen inkrementovat svou hodnotu. K čitače / časovače lze přistupovat pomocí registrů o TCNT0 (timer/counter) datová hodnota č/č o OCR0 (output compare registr) řídící registr - při přetečení č/č (dosažení maximální hodnoty a znovu návrat k 0) i při rovnosti hodnoty s komparačním registrem je možné generovat přerušení - č/č může být řízen vnitřním zdrojem hodinového signálu, nebo externím signálem přes pin T0 - Funkce porovnávání: obsah registru OCR0 je neustále porovnáván s TCNT0. Jestliže se obsahy obou registrů rovnají, lze generovat přerušení. Komparace lze snadno využít ke generování signalů A/D převodník - mikrokontrolér umožňuje zpracovávat analogové signály pomocí A/D převodníku a komparátoru - A/D převodník převádí velikost analogového vstupního napětí na nbitovou digitální hodnotu - ATmega16 8 kanálový převodník piny PA0 až PA7 - vstupní úroveň je brána buď vůči zemi GND, případne lze převádět diferenční hodnotu dvou vstupních kanalů a to včetně nastavitelného zesílení - z důvodu nižšího odběru je AD převodník defaultně vypnut. Pro použití je tedy nutné ho povolit
9 - výsledek AD převodu je reprezentován 10 bity v datových registrech ADCH a ADCL ve formě dvojkového doplňku, protože výsledkem může být záporný - při čtení převedené hodnoty z registrů je po přečtení hodnoty z ADCL zakázán zápis do obou datových registrů (do doby než je přečtena také hodnota z ADCH - pracovní režimy A/D převodníku: o jednoduchý převod Single Conversion: převede se jen jeden vzorek, poté je převod zastaven o automatické spouštění Auto Triggering: speciální událost může zahájit AD převod. Převod je zahájen nábežnou hranou vybraného signálu, pokud přijde nová nábežná hrana a převod není dokončen, pak je ignorována. Umožňuje zahájení převodu v konstatních intervalech o volný běh Free Running převod je prováděn neustále - po dokončení AD převodu je výsledek zapsán do datových registrů AD převodníku, tj. do ADCH:L. Je možné generovat přerušení. - A/D převodník potřebuje pro 10 bitový převod hodinový signál o frekvenci od 50 khz do 200 khz o Řídící frekvence může být větší, pokud je postačující nižší rozlišení než 10 bitové o A/D převodník obsahuje předděličku ke generování vhodné prekvence - doba dokončení AD převodu závisí na zvoleném režimu, přičemž převod první hodnoty trvá déle než všechny následující. Celková doba převodu se skládá z doby navzorkování a samotného převodu o navzorkování prvního vzorku vstupního signálu trvá 13,5 AD cyklů, ostatních jen 1,5 AD cyklů
10 8.Sériová asynchronní komunikace. Komunikační protokol sběrnice I2C V sériové komunikaci mezi mikrokontrolérem I/O zařízením se používají dva typy přenosů: asynchronní a synchronní Asynchronní - vysílač může posílat data v libovolném okamžiku s libovolně dlouhou pauzou mezi vyslanými daty (tj. doba, kdy vysílač nevysílá neí pevně dána) - hodinový signál přijímače nemusí být synchronizován s hodinovým signálem vysílače Synchronní - vysílač nepřetržitě vysílá do přijímače - data jsou obvykle posílána ve skupinách, tzv. blocích. Jednotlivé bloky jsou odděleny synchronizačními symboly - synchronizační symboly slouží k synchronizaci hodinového signálu přijímače s vysílacím zdrojem - pokud vysílač nemá žadná data k vysílání, vysílá jen synchronozační symboly Asynchronní přenost dat - většina sériových přenosů v mikroprocesorové technice je asynchronních - sériový datový signál je rozdělen na časové intervaly pro jednotlivé bity (T B bit time) o v těchto intervalech nabývá signál buď log.1 nebo log.0 o ke změně stavu může dojít jen na začátku nebo na konvi časového intervalu T B - při asynchronní komunikaci mezi dvěma zařízeními je struktura přenášeného signálu pevně dána o start bit (vždy logická nula) o 5 až 9 datových bitů, reprezentují přenášenou informaci, nejméně důležitý bit LSB je vysílán jako první o Volitelný paritní bit pro možnost detekce chyb během přenosu, používá se lichá i sudá parita o Stop bit, lze použít 1, 1,5 nebo 2 stop bity, vždy logická jednička Sériová sběrnice I2C komunikační protokol - I2C komunikační protokol umožňuje propojení až 128 zařízení pomocí dvou obousměrných vodičů o Datový kanál SDA (synchronous data), pin PC1 o Hodinový signál SCL (synchronous Clock), pin PC0 - každý vodič sběrnice obsahuje pull-up rezistor, tj. vysoká úroveň v klidovém stavu
11 - všechna zařízení připojená na sběrnici musí mít individuální 7bitovou adresu a implementovaný mechanizmus komunikace pomocí I2C sběrnice o obsahuje komunikační protokol o realizován pomocí dvojice vodičů o neumožňuje duplexní přenos, v jednom okamžiku vysílá jen jedno zařízení - zařízení obsahují výstup s otevřeným kolktorem, nebo tří-stavový výstup - nízká úroveň je na sběrnici generována jen v případě, kdy jedno nebo více zařízení nastaví svů výstup na log.0 - vysoká úroveň na sběrnici je způsobena výstupy zařízení v log.1, příp. ve stavu vysoké impedance (zajistí pull-up) Komunikační protokol - typy zařízení na sběrnici o Master: zařízení, které zahajuje/ukončuje komunikaci a generuje hodinový signál SCL o Slave: podřízení, adresované masterem - počet připojených zařízení je limitován pouze celkovou kapacitou sběrnice, nebo 7bitovou adresou podřízených obvodů - komunikace je zahájena událostí Start, ukončena Stop (zajišťuje Master). Existují adresní a datové rámce Komunikační módy sběrnice I2C - MT (master transmitter) master vysílá - MR (master receiver) master přijímá - ST (slave transmitter) slave vysílá - SR (slave receiver) slave přjímá
12 9.Struktura a funkce polovodičových pamětí ROM a RAM Paměti ROM (Read Only Memory) - pro aplikace s velkým počtem operací čtení - zpravidla jen jedna operace zápisu a to při výrobě paměťové součástky - případný zápis je výrazně komplikovanější - všechny paměti typu ROM jsou nonvolatile, tj. paměti si svů obsah pamatují i po odpojení napájecího napětí Paměti RWM (Reas Write Memory) - libovolné paměti, ze kterých se může číst i zapisovat se shodnou náročností Kombinované paměti - WOM (Write Only Memory), WORM (Write Once Read many Times Memory) CD ROM Paměti RAM (Random Access Memory) - doba čtení i zápisu je shodná pro všechna slova paměti, tj. doba vykonání operace není závislá na fyzické poloze slova v paměti - STATICKÉ data jsou uchována pokud je přitomno napájení - DYNAMICKÉ data je potřeba periodicky obnovovat (refresh) Paměti SAM (Sequential Acces Memory) - doba přístupu závisí na pozici adresované buňky, tj. mnohem delší než u RAM - nalezení slova předchází projití všech slov předešlých (mag. páska) Paměti typu ROM - pro aplikace, kde jsou data uložena napořád, nebo jsou jen občas měněna (kalkulačky) - jsou nonvolatile, proto jsou programy zachovány i po odpojení napájení - během běžného provozu, žadná nová data nemohou být do paměti zapsána, pouze z ní čtena - do některých pamětí ROM jsou data nahrána ji během výroby, jiné možné programovat - některé paměti ROM mohou být naprogramovány pouze jednou, jiné mohou být smazány a přeprogramovány Zapojení paměti ROM: obsahuje tři typy signálů: adresní vstupy, řídící vstupy a datové výstupy. Datový výstup je nejčastějí 4, nebo 8bitový a je tvořen otevřeným kolektorem nebo třístavovým výstupem. EPROM mazatelné a programogramovatelné paměti ROM - mohou být mazány a přeprogramovány uživatelem - jedná se o paměť typu nonvolatile (pamatují obsah) - paměťová buňka EPROM je tvořena MOS tranzistorem s plovoucím hradlem Programování paměti: přivedením vysoké napětí (10 až 25 V) mezi G a D na dobu cca 50 ms/ byte způsobí injekci elektronů s vysokou energií do oblasti plouvucího hradla. Elektrony zde zůstanou uvězněny i po odpojení napájení, tranzistor je sepnut. Mazání paměti: provádí se ultrafialovým světlem, které dopadá na oblast po dobu cca 15 až 20 min. UV záření způsobý optický proud elektronů z hradla do křemíkového subtrátu,
13 tj. odvede náboj. Pouzdro součástky musí obsahovat okénko v keramickém pouzdru. Smaže se celý obsah. EEPROM elektricky mazatelné pamětí ROM - odstraňují nevýhody EPROM - paměťová buňka je podobná buňce EPROM, ale obsahuje velmi tenkou vrstvu oxidu kolem D MOSFET tranzistoru, ta způsobuje elektrickou mazatelnost. - Programování je totožný jako u EPROM - Mazání se provádí napětím opačné polarity -U prog mezi G a D. - Lze mazat a přeprogramovat jednotlivé byty odděleně. - Rychlost zápisu je větší (5ms/byte) než u EPROM (50ms/byte) - 1 MB EEPROM vyžaduje přibližne 2x více křemíku než 1MB EPROM Pamětí typu Flash - snaha o nonvolatile pamět s možností programování v systému, s vysokou kapacitou a nízkými náklady a s krátkou dobou přístupu pro čtení - paměti Flash mají buňku podobnou jedno-tranzistorové verzi EPROM, ale jsou nepatrně větší - obsahují tenčí vrstvu oxidu kolem hradla, což má za následek elektrickou mazatelnost - nižší finanční náklady na výrobu než u EEPROM ale nedosahují hodnot EPROM - rychlost čtení/zápisu 10µs/byte - základní operace uvnitř paměťové součástky jsou: čtení, mazání, kontrola mazání, zápis, kontrola zápisu Pamětí typu RAM - umožňují přístup pro čtení/zápis ke všem pozicím za stejnou dobu - slouží dočasnému uložení programu i dat - z důvodu častého přepisování obsahu při běhu programu je nutná vysoká přístupová rychlost hlavní výhoda je stejná složitost operací pro čtení i zápis - paměti jsou volatile (bez napájecího napětí jsou uložená data ztracena Statické paměti RAM (SRAM) - uchovávají informaci pokud je přítomno napájecí napětí - Elementární buňka klopný obvod, který udružuje požadovaný stav (bipolární a unipolární) - Použití jako interní pamět mikropočípačů Dynamické paměti RAM (DRAM): jsou tvořeny MOS technologií a vyznačují se vysokou kapacitou, nízkým odběrem a průměrnou rychlostí. Informace je uchováná v podobě náboje v kapacitoru. Má tendencí se vybíjet, proto nutný tzv. refresh, tj. opakovaný zápis dat (typicky každých 2, 4 nebo 8 ms). Cca 4x jednodušší než SRAM a náklady na výrobu taky 4x nižší.
14 10. Metody zvyšování početního výkonu procesorů Vývoj v mikroprocesorové technice se ubírá dvěma směry, první dosahuje extrémních výkonů (PC), kdy využitelné jsou pouze poslední produkty a druhý směr usiluje o nízkou spotřebu, cenu, omezený výkon. Způsoby zvyšování výkonu - pomocí odlišné výrobní technologie o vyšší hustota integrace umožňuje konstrukci většího počtu prvků na jednotku plochy o menší parazitní kapacity mezi vodiči/prvky, což způsobuje menší přepínací ztráty a současně kratší dobu přechodného děje o může růst frekvence hodinového signálu výkon celé součástky závisí na f CPU o větší čistota křemíkového substrátu umožňuje konstrukci větších čipů o více elementárních prvků na čipu způsobuje také větší ztrátový výkon o ztrátový výkon lze snížit snížením napájecího napětí - pomocí funkční struktury o na 1 čip se umístí mikroprocesor + pamět + periférie (např. mikrokontrolér) o celý mikropočítač obsahuje několik málo součástek, přičemž každá z nich maximálně využívá velikost křemíkového substrátu v důsledku rozšíření datové i adresní sběrnice o umožňuje to zpracování větších operandů, protože šířka sběrnice udává jak velké číslo může být přeneseno do/z procesoru během jedné operace - rozšíření mikrokontrolérů na 16 a 32bitové o šířka slova udává maximální hodnotu kterou dokáže mikroprocesor zpracovat během jedné operace. Hodnoty větší je nutné nejprve rozdělit a následně počítat v několika krocích. - přechod na paralelní činnost o umístění většího počtu ALU jednotek do procesoru o možnost výkonu většího poštu instrukcí současně o řídící jednotka umožňuje načtení většího počtu instukcí a následně je přeskládá pro efektivnější výkon - použitím instrukční sady CISC o vytvoření nových, výkonnějších instrukcí např. pro aritmetické operace o velký počet instrukcí je výkonný, ale jsou kladeny větší nároky na překladače z vyšších programovacích jazyků o řídící jednotka mus být složitá, aby dosáhla veškeré instrukce - požití instrukční sady RISC o několik desítek jednoduchých instrukcí, jejíž výkon zpravidla trvá 1 strojový cyklus o řídící jednotka může být jednoduchá a tudíž rychlá o nízké nároky na překládací programy z vyšších programovacích jazyků - použití zřetěženého výkonu instrukcí pipelining o zřetězení intrukcí (pipelining) vychází ze skutečnosti, že zpracování každé instukce lze rozdělit do několika fází F (fetch) načtení z programové paměti nebo z vyrovnávací paměti cache D1 (decode1) dekódování instrukce, určí se její typ D2 (decode2) výpočet adresy operandů E (execution) vlastní provedení instrukce W (write) zápis výsledků operce
15 o každou z fázi lze provést pomocí samostatné jednotky. Po skončení úkolu předá jednotka svůj výsledek následující jednotce a sama zpracovává instrukci následující o vykazuje větší využití sběrnic a velmi výkonné zvětšení výkonu Pipelining Při klasickém zpracování instrukcí dochází ke kompletnímu výkonu jedné instrukce než se začne vykonávat instrukce druhá. Dvě instrukce se tak vykonávají za 10 taktů procesoru. Při zřetězeném zpracování je během 10 taktů vykonáno 6 instrukcí a následující jsou rozpracovány v různých stupních. Při každém dalším taktu je tak dokončena vždy jedna instrukce
Činnost CPU. IMTEE Přednáška č. 2. Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus
Činnost CPU Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus Hodinový cyklus CPU je synchronní obvod nutné hodiny (f CLK ) Instrukční cyklus IF = doba potřebná
VícePohled do nitra mikroprocesoru Josef Horálek
Pohled do nitra mikroprocesoru Josef Horálek Z čeho vycházíme = Vycházíme z Von Neumannovy architektury = Celý počítač se tak skládá z pěti koncepčních bloků: = Operační paměť = Programový řadič = Aritmeticko-logická
VícePaměti. Paměť je zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje
Paměti Paměť je zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje Paměti počítače lze rozdělit do tří základních skupin: registry paměťová místa na čipu procesoru jsou používány
VíceČíselné soustavy v mikroprocesorové technice Mikroprocesorová technika a embedded systémy
Ústav radioelektroniky Vysoké učení technické v Brně Číselné soustavy v mikroprocesorové technice Mikroprocesorová technika a embedded systémy Přednáška 8 doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D. listopad 2012 Obsah
VíceDělení pamětí Volatilní paměti Nevolatilní paměti. Miroslav Flídr Počítačové systémy LS /11- Západočeská univerzita v Plzni
ělení pamětí Volatilní paměti Nevolatilní paměti Počítačové systémy Vnitřní paměti Miroslav Flídr Počítačové systémy LS 2006-1/11- Západočeská univerzita v Plzni ělení pamětí Volatilní paměti Nevolatilní
VíceSběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC
Informatika 2 Technické prostředky počítačové techniky - 2 Přednáší: doc. Ing. Jan Skrbek, Dr. - KIN Přednášky: středa 14 20 15 55 Spojení: e-mail: jan.skrbek@tul.cz 16 10 17 45 tel.: 48 535 2442 Obsah:
VíceStruktura a architektura počítačů (BI-SAP) 10
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 10 doc. Ing. Hana Kubátová, CSc. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologii
VícePrincip funkce počítače
Princip funkce počítače Princip funkce počítače prvotní úlohou počítačů bylo zrychlit provádění matematických výpočtů první počítače kopírovaly obvyklý postup manuálního provádění výpočtů pokyny pro zpracování
VíceMikroprocesorová technika (BMPT)
Mikroprocesorová technika (BMPT) Přednáška č. 10 Číselné soustavy v mikroprocesorové technice Ing. Tomáš Frýza, Ph.D. Obsah přednášky Číselné soustavy v mikroprocesorové technice Dekadická, binární, hexadecimální
VíceSběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC
Informační systémy 2 Obsah: Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC ROM RAM Paměti typu CACHE IS2-4 1 Dnešní info: Informační systémy 2 03 Informační systémy
VíceStruktura a architektura počítačů (BI-SAP) 7
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 7 doc. Ing. Hana Kubátová, CSc. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologii
VíceZÁKLADY PROGRAMOVÁNÍ. Mgr. Vladislav BEDNÁŘ 2013 1.3 2/14
ZÁKLADY PROGRAMOVÁNÍ Mgr. Vladislav BEDNÁŘ 2013 1.3 2/14 Co je vhodné vědět, než si vybereme programovací jazyk a začneme programovat roboty. 1 / 14 0:40 1.3. Vliv hardware počítače na programování Vliv
VícePaměti počítače ROM, RAM
Paměti počítače ROM, RAM Paměť je zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje. Paměti počítače lze rozdělit do tří základních skupin: registry paměťová místa na čipu procesoru
VíceMSP 430F1611. Jiří Kašpar. Charakteristika
MSP 430F1611 Charakteristika Mikroprocesor MSP430F1611 je 16 bitový, RISC struktura s von-neumannovou architekturou. Na mikroprocesor má neuvěřitelně velkou RAM paměť 10KB, 48KB + 256B FLASH paměť. Takže
VíceMikrokontroléry. Doplňující text pro POS K. D. 2001
Mikrokontroléry Doplňující text pro POS K. D. 2001 Úvod Mikrokontroléry, jinak též označované jako jednočipové mikropočítače, obsahují v jediném pouzdře všechny podstatné části mikropočítače: Řadič a aritmetickou
VíceArchitektury počítačů a procesorů
Kapitola 3 Architektury počítačů a procesorů 3.1 Von Neumannova (a harvardská) architektura Von Neumann 1. počítač se skládá z funkčních jednotek - paměť, řadič, aritmetická jednotka, vstupní a výstupní
VíceDUM č. 10 v sadě. 31. Inf-7 Technické vybavení počítačů
projekt GML Brno Docens DUM č. 10 v sadě 31. Inf-7 Technické vybavení počítačů Autor: Roman Hrdlička Datum: 04.12.2013 Ročník: 1A, 1B, 1C Anotace DUMu: jak fungují vnitřní paměti, typy ROM a RAM pamětí,
VíceZáklady informatiky. 2. Přednáška HW. Lenka Carr Motyčková. February 22, 2011 Základy informatiky 2
Základy informatiky 2. Přednáška HW Lenka Carr Motyčková February 22, 2011 Základy informatiky 1 February 22, 2011 Základy informatiky 2 February 22, 2011 Základy informatiky 3 February 22, 2011 Základy
VícePaměť počítače. 0 (neprochází proud) 1 (prochází proud)
Paměť počítače Paměť je nezbytnou součástí jakéhokoli počítače. Slouží k uložení základních informací počítače, operačního systému, aplikačních programů a dat uživatele. Počítače jsou vybudovány z bistabilních
VíceMikroprocesorová technika a embedded systémy. doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.
Ústav radioelektroniky Vysoké učení technické v Brně Polovodičové paměti Mikroprocesorová technika a embedded systémy Přednáška 9 doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D. listopad 2012 Obsah přednášky Dělení polovodičových
VícePaměti počítače 9.přednáška
Paměti počíta tače 9.přednáška Paměť Paměť je zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje Paměti počítače lze rozdělit do tří základních skupin: registry paměťová místa na
VíceODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. MEIII Paměti konstant
Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Téma: MEIII - 1.5 Paměti konstant Obor: Mechanik elektronik Ročník: 3. Zpracoval(a): Jiří Kolář Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Projekt je spolufinancován
VícePrincipy komunikace s adaptéry periferních zařízení (PZ)
Principy komunikace s adaptéry periferních zařízení (PZ) Několik možností kategorizace principů komunikace s externími adaptéry, např.: 1. Podle způsobu adresace registrů, které jsou součástí adaptérů.
VíceProfilová část maturitní zkoušky 2014/2015
Střední průmyslová škola, Přerov, Havlíčkova 2 751 52 Přerov Profilová část maturitní zkoušky 2014/2015 TEMATICKÉ OKRUHY A HODNOTÍCÍ KRITÉRIA Studijní obor: 26-41-M/01 Elektrotechnika Zaměření: technika
VíceSEKVENČNÍ LOGICKÉ OBVODY
Sekvenční logický obvod je elektronický obvod složený z logických členů. Sekvenční obvod se skládá ze dvou částí kombinační a paměťové. Abychom mohli určit hodnotu výstupní proměnné, je potřeba u sekvenčních
VíceRISC a CISC architektura
RISC a CISC architektura = dva rozdílné přístupy ke konstrukci CPU CISC (Complex Instruction Set Computer) vývojově starší přístup: pomoci konstrukci překladače z VPP co nejpodobnějšími instrukcemi s příkazy
VíceSemestrální práce z předmětu Speciální číslicové systémy X31SCS
Semestrální práce z předmětu Speciální číslicové systémy X31SCS Katedra obvodů DSP16411 ZPRACOVAL: Roman Holubec Školní rok: 2006/2007 Úvod DSP16411 patří do rodiny DSP16411 rozšiřuje DSP16410 o vyšší
VíceZpůsoby realizace paměťových prvků
Způsoby realizace paměťových prvků Interní paměti jsou zapojeny jako matice paměťových buněk. Každá buňka má kapacitu jeden bit. Takováto buňka tedy může uchovávat pouze hodnotu logická jedna nebo logická
VíceStrojový kód k d a asembler procesoru MIPS SPIM. MIPS - prostředí NMS NMS. 32 ks 32bitových registrů ( adresa registru = 5 bitů).
Strojový kód k d a asembler procesoru MIPS Použit ití simulátoru SPIM K.D. - cvičení ÚPA 1 MIPS - prostředí 32 ks 32bitových registrů ( adresa registru = 5 bitů). Registr $0 je zero čte se jako 0x0, zápis
VíceSystém řízení sběrnice
Systém řízení sběrnice Sběrnice je komunikační cesta, která spojuje dvě či více zařízení. V určitý okamžik je možné aby pouze jedno z připojených zařízení vložilo na sběrnici data. Vložená data pak mohou
VíceProfilová část maturitní zkoušky 2015/2016
Střední průmyslová škola, Přerov, Havlíčkova 2 751 52 Přerov Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016 TEMATICKÉ OKRUHY A HODNOTÍCÍ KRITÉRIA Studijní obor: 26-41-M/01 Elektrotechnika Zaměření: technika
VíceAkademický rok: 2004/05 Datum: Příjmení: Křestní jméno: Osobní číslo: Obor:
Západočeská univerzita v Plzni Písemná zkouška z předmětu: Zkoušející: Katedra informatiky a výpočetní techniky Počítačová technika KIV/POT Dr. Ing. Karel Dudáček Akademický rok: 2004/05 Datum: Příjmení:
VícePaměti Josef Horálek
Paměti Josef Horálek Paměť = Paměť je pro počítač životní nutností = mikroprocesor z ní čte programy, kterými je řízen a také do ní ukládá výsledky své práce = Paměti v zásadě můžeme rozdělit na: = Primární
VíceŘízení IO přenosů DMA řadičem
Řízení IO přenosů DMA řadičem Doplňující text pro POT K. D. 2001 DMA řadič Při přímém řízení IO operací procesorem i při použití přerušovacího systému je rychlost přenosu dat mezi IO řadičem a pamětí limitována
VíceCílem kapitoly je seznámit studenta s pamětmi. Jejich minulostí, současností a hlavnímu parametry.
Paměti Cílem kapitoly je seznámit studenta s pamětmi. Jejich minulostí, současností a hlavnímu parametry. Klíčové pojmy: paměť, RAM, rozdělení pamětí, ROM, vnitřní paměť, vnější paměť. Úvod Operační paměť
VícePaměťové prvky. ITP Technika personálních počítačů. Zdeněk Kotásek Marcela Šimková Pavel Bartoš
Paměťové prvky ITP Technika personálních počítačů Zdeněk Kotásek Marcela Šimková Pavel Bartoš Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií v Brně Božetěchova 2, 612 66 Brno Osnova Typy
VícePřerušovací systém s prioritním řetězem
Přerušovací systém s prioritním řetězem Doplňující text pro přednášky z POT Úvod Přerušovací systém mikropočítače může být koncipován několika způsoby. Jednou z možností je přerušovací systém s prioritním
VícePraktické úlohy- 2.oblast zaměření
Praktické úlohy- 2.oblast zaměření Realizace praktických úloh zaměřených na dovednosti v oblastech: Měření specializovanými přístroji, jejich obsluha a parametrizace; Diagnostika a specifikace závad, měření
VíceTechnické prostředky počítačové techniky
Počítač - stroj, který podle předem připravených instrukcí zpracovává data Základní části: centrální procesorová jednotka (schopná řídit se posloupností instrukcí a ovládat další části počítače) zařízení
VíceProcesor z pohledu programátora
Procesor z pohledu programátora Terminologie Procesor (CPU) = řadič + ALU. Mikroprocesor = procesor vyrobený monolitickou technologií na čipu. Mikropočítač = počítač postavený na bázi mikroprocesoru. Mikrokontrolér
VícePřednášky o výpočetní technice. Hardware teoreticky. Adam Dominec 2010
Přednášky o výpočetní technice Hardware teoreticky Adam Dominec 2010 Rozvržení Historie Procesor Paměť Základní deska přednášky o výpočetní technice Počítací stroje Mechanické počítačky se rozvíjely už
VíceStrojový kód. Instrukce počítače
Strojový kód Strojový kód (Machine code) je program vyjádřený v počítači jako posloupnost instrukcí procesoru (posloupnost bajtů, resp. bitů). Z hlediska uživatele je strojový kód nesrozumitelný, z hlediska
Více1. MIKROPROCESOR ATMEGA A/D PŘEVODNÍK MÓDY PŘEVODNÍKU Single Conversion Mode Auto Triggering Start...
1. MIKROPROCESOR ATMEGA 8535... 2 1.1 A/D PŘEVODNÍK... 2 1.2 MÓDY PŘEVODNÍKU... 3 1.2.1 Single Conversion Mode... 3 1.2.2 Auto Triggering Start... 4 1.2.3 Free Running Mode... 4 1.3 VÝBĚR MĚŘENÉHO KANÁLU...
Více2.9 Vnitřní paměti. Střední průmyslová škola strojnická Vsetín. Ing. Martin Baričák. Název šablony Název DUMu. Předmět Druh učebního materiálu
Název školy Číslo projektu Autor Název šablony Název DUMu Tematická oblast Předmět Druh učebního materiálu Anotace Vybavení, pomůcky Ověřeno ve výuce dne, třída Střední průmyslová škola strojnická Vsetín
VíceC2115 Praktický úvod do superpočítání
C2115 Praktický úvod do superpočítání IX. lekce Petr Kulhánek, Tomáš Bouchal kulhanek@chemi.muni.cz Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, Kotlářská 2, CZ-61137
VíceGymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto
Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, 566 01 Vysoké Mýto Registrační číslo projektu Šablona Autor Název materiálu CZ.1.07/1.5.00/34.0951 III/2 INOVACE A ZKVALITNĚNÍ VÝUKY PROSTŘEDNICTVÍM ICT Mgr. Petr
VíceÚvod do mobilní robotiky AIL028
md at robotika.cz http://robotika.cz/guide/umor07/cs 11. října 2007 1 Definice Historie Charakteristiky 2 MCU (microcontroller unit) ATmega8 Programování Blikání LEDkou 3 Kdo s kým Seriový port (UART)
VíceZákladní principy konstrukce systémové sběrnice - shrnutí. Shrnout základní principy konstrukce a fungování systémových sběrnic.
Základní principy konstrukce systémové sběrnice - shrnutí Shrnout základní principy konstrukce a fungování systémových sběrnic. 1 Co je to systémová sběrnice? Systémová sběrnice je prostředek sloužící
Více1 Paměť a číselné soustavy
Úvod 1 Paměť a číselné soustavy Počítač používá různé typy pamětí. Odlišují se svou funkcí, velikostí, rychlostí zápisu a čtení, schopností udržet data v paměti. Úkolem paměti je zpřístupňovat data dle
VíceCílem kapitoly je seznámit studenta s pamětmi. Jejich minulostí, současností, budoucností a hlavními parametry.
Paměti Cílem kapitoly je seznámit studenta s pamětmi. Jejich minulostí, současností, budoucností a hlavními parametry. Klíčové pojmy: paměť, RAM, rozdělení pamětí, ROM, vnitřní paměť, vnější paměť. Úvod
VíceSběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC
Informatika 2 Technické prostředky počítačové techniky - 2 Přednáší: doc. Ing. Jan Skrbek, Dr. - KIN Přednášky: středa 14 20 15 55 Spojení: e-mail: jan.skrbek@tul.cz 16 10 17 45 tel.: 48 535 2442 Obsah:
VíceZákladní pojmy. Program: Algoritmus zapsaný v programovacím jazyce, který řeší nějaký konkrétní úkol. Jedná se o posloupnost instrukcí.
Základní pojmy IT, číselné soustavy, logické funkce Základní pojmy Počítač: Stroj na zpracování informací Informace: 1. data, která se strojově zpracovávají 2. vše co nám nebo něčemu podává (popř. předává)
VíceSeznámení s mikropočítačem. Architektura mikropočítače. Instrukce. Paměť. Čítače. Porovnání s AT89C2051
051 Seznámení s mikropočítačem Architektura mikropočítače Instrukce Paměť Čítače Porovnání s AT89C2051 Seznámení s mikropočítačem řady 8051 Mikroprocesor řady 8051 pochází z roku 1980 a je vytvořené firmou
VíceDigitální obvody. Doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.
Digitální obvody Doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D. Základní invertor v technologii CMOS dva tranzistory: T1 vodivostní kanál typ N T2 vodivostní kanál typ P při u VST = H nebo L je klidový proud velmi malý
VícePaměti operační paměti
Paměti operační paměti Autor: Kulhánek Zdeněk Škola: Hotelová škola, Obchodní akademie a Střední průmyslová škola Teplice, Benešovo náměstí 1, příspěvková organizace Kód: VY_32_INOVACE_ICT_828 1.11.2012
VíceRozšiřující desce s dalšími paralelními porty Rozšiřující desce s motorkem Elektrickém zapojení Principu činnosti Způsobu programování
8. Rozšiřující deska Evb_IO a Evb_Motor Čas ke studiu: 2-3 hodiny Cíl Po prostudování tohoto odstavce budete něco vědět o Výklad Rozšiřující desce s dalšími paralelními porty Rozšiřující desce s motorkem
VíceVYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta informačních technologií
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta informačních technologií Autor: Tomáš Válek, xvalek02@stud.fit.vutbr.cz Login: xvalek02 Datum: 21.listopadu 2012 Obsah 1 Úvod do rozhraní I 2 C (IIC) 1 2 Popis funkčnosti
Více18A - PRINCIPY ČÍSLICOVÝCH MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ Voltmetry, A/D převodníky - principy, vlastnosti, Kmitoměry, čítače, fázoměry, Q- metry
18A - PRINCIPY ČÍSLICOVÝCH MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ Voltmetry, A/D převodníky - principy, vlastnosti, Kmitoměry, čítače, fázoměry, Q- metry Digitální voltmetry Základním obvodem digitálních voltmetrů je A/D
VíceArchitektura počítačů
Architektura počítačů Studijní materiál pro předmět Architektury počítačů Ing. Petr Olivka katedra informatiky FEI VŠB-TU Ostrava email: petr.olivka@vsb.cz Ostrava, 2010 1 1 Architektura počítačů Pojem
VíceČísla, reprezentace, zjednodušené výpočty
Čísla, reprezentace, zjednodušené výpočty Přednáška 4 A3B38MMP kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer A3B38MMP, 2014, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření 1 Čísla 4 bitová dec bin. hex. 0 0000 0 1 0001
VíceMiroslav Flídr Počítačové systémy LS 2006-1/21- Západočeská univerzita v Plzni
Počítačové systémy Vnitřní paměti Miroslav Flídr Počítačové systémy LS 2006-1/21- Západočeská univerzita v Plzni Hierarchire pamětí Miroslav Flídr Počítačové systémy LS 2006-2/21- Západočeská univerzita
VíceKubatova 19.4.2007 Y36SAP 8. Strojový kód Jazyk symbolických instrukcí asembler JSA pro ADOP a AVR. 2007-Kubátová Y36SAP-strojový kód 1
Y36SAP 8 Strojový kód Jazyk symbolických instrukcí asembler JSA pro ADOP a AVR 2007-Kubátová Y36SAP-strojový kód 1 Architektura souboru instrukcí, ISA - Instruction Set Architecture Vysoká Architektura
VíceArchitektura počítače
Architektura počítače Výpočetní systém HIERARCHICKÁ STRUKTURA Úroveň aplikačních programů Úroveň obecných funkčních programů Úroveň vyšších programovacích jazyků a prostředí Úroveň základních programovacích
VíceČísla, reprezentace, zjednodušené výpočty
Čísla, reprezentace, zjednodušené výpočty Přednáška 5 A3B38MMP kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer A3B38MMP, 2015, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření 1 Čísla 4 bitová dec bin. hex. 0 0000 0 1 0001
VíceČíselné soustavy. Binární číselná soustava
12. Číselné soustavy, binární číselná soustava. Kódování informací, binární váhový kód, kódování záporných čísel. Standardní jednoduché datové typy s pevnou a s pohyblivou řádovou tečkou. Základní strukturované
VíceProgram "Světla" pro mikropočítač PMI-80
Program "Světla" pro mikropočítač PMI-80 Dokument věnovaný mikropočítači PMI-80, jeho programování a praktickým ukázkám. Verze dokumentu:. Autor: Blackhead Datum: rok 1997, 4.3.004 1 Úvod Tento program
VíceJako pomůcka jsou v pravém dolním rohu vypsány binární kódy čísel od 0 do 15 a binární kódy příkazů, které máme dispozici (obr.21). Obr.
Model procesoru Jedná se o blokové schéma složené z registrů, paměti RAM, programového čítače, instrukčního registru, sčítačky a řídicí jednotky, které jsou propojeny sběrnicemi. Tento model má dva stavy:
VícePB002 Základy informačních technologií
Operační systémy 25. září 2012 Struktura přednašky 1 Číselné soustavy 2 Reprezentace čísel 3 Operační systémy historie 4 OS - základní složky 5 Procesy Číselné soustavy 1 Dle základu: dvojková, osmičková,
VícePřednáška A3B38MMP. Bloky mikropočítače vestavné aplikace, dohlížecí obvody. 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer
Přednáška A3B38MMP Bloky mikropočítače vestavné aplikace, dohlížecí obvody 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 1 Hlavní bloky procesoru
VíceObsah. Popis funkcí. RS485/MODBUS-RTU ver. 3.0. Komunikace s převodníkem probíhá na principu MASTER - SLAVE. Protokol MODBUS mát tuto strukturu:
Komunikace s převodníkem probíhá na principu MASTER - SLAVE. Protokol MODBUS mát tuto strukturu: Význam jednotlivých částí protokolu část příkazu
VíceOPS Paralelní systémy, seznam pojmů, klasifikace
Moorův zákon (polovina 60. let) : Výpočetní výkon a počet tranzistorů na jeden CPU chip integrovaného obvodu mikroprocesoru se každý jeden až dva roky zdvojnásobí; cena se zmenší na polovinu. Paralelismus
VícePROCESOR. Typy procesorů
PROCESOR Procesor je ústřední výkonnou jednotkou počítače, která čte z paměti instrukce a na jejich základě vykonává program. Primárním úkolem procesoru je řídit činnost ostatních částí počítače včetně
VíceVÝUKOVÝ MATERIÁL. 3. ročník učebního oboru Elektrikář Přílohy. bez příloh. Identifikační údaje školy
VÝUKOVÝ MATERIÁL Identifikační údaje školy Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony Autor Tematická oblast Číslo a název materiálu Anotace Vyšší odborná škola a Střední škola, Varnsdorf, příspěvková
VíceStřední průmyslová škola a Vyšší odborná škola, Hrabákova 271, Příbram. III / 2 = Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Škola Číslo projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Tematická oblast Název sady Téma Anotace Autor Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola, Hrabákova 271, Příbram CZ.1.07/1.5.00/34.0556
VíceTémata profilové maturitní zkoušky
Obor: 18-20-M/01 Informační technologie Předmět: Databázové systémy Forma: praktická 1. Datový model. 2. Dotazovací jazyk SQL. 3. Aplikační logika v PL/SQL. 4. Webová aplikace. Obor vzdělání: 18-20-M/01
VíceÚvod do mobilní robotiky NAIL028
md at robotika.cz http://robotika.cz/guide/umor08/cs 6. října 2008 1 2 Kdo s kým Seriový port (UART) I2C CAN BUS Podpora jednočipu Jednočip... prostě jenom dráty, čti byte/bit, piš byte/bit moduly : podpora
VíceAlgoritmy I. Číselné soustavy přečíst!!! ALGI 2018/19
Algoritmy I Číselné soustavy přečíst!!! Číselné soustavy Každé číslo lze zapsat v poziční číselné soustavě ve tvaru: a n *z n +a n-1 *z n-1 +. +a 1 *z 1 +a 0 *z 0 +a -1 *z n-1 +a -2 *z -2 +.. V dekadické
VíceVestavné systémy BI-VES Přednáška 5
Vestavné systémy BI-VES Přednáška 5 Ing. Miroslav Skrbek, Ph.D. Katedra počítačových systémů Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Miroslav Skrbek 2010,2011 ZS2010/11 Evropský
Vícevelikosti vnitřních pamětí? Jaké periferní obvody má na čipu a k čemu slouží? Jaká je minimální sestava mikropočítače z řady 51 pro vestavnou aplikaci
Některé otázky pro kontrolu připravenosti na test k předmětu MIP a problémové okruhy v l.sem. 2007 Náplní je látka z přednášek a cvičení do termínu testu v rozsahu přednášek, případně příslušného textu
VíceKonfigurace portů u mikrokontrolérů
Konfigurace portů u mikrokontrolérů Porty u MCU Většina vývodů MCU má podle konfigurace některou z více funkcí. K přepnutí funkce dochází většinou automaticky aktivováním příslušné jednotky. Základní konfigurace
VíceZákladní uspořádání pamětí MCU
Základní uspořádání pamětí MCU Harwardská architektura. Oddělený adresní prostor kódové a datové. Používané u malých MCU a signálových procesorů. Von Neumannova architektura (Princetonská). Kódová i jsou
VíceTechnická kybernetika. Obsah. Klopné obvody: Použití klopných obvodů. Sekvenční funkční diagramy. Programovatelné logické automaty.
Akademický rok 2016/2017 Připravil: adim Farana Technická kybernetika Klopné obvody, sekvenční funkční diagramy, programovatelné logické automaty 2 Obsah Klopné obvody:. D. JK. Použití klopných obvodů.
VíceKubatova 19.4.2007 Y36SAP - 13. procesor - control unit obvodový a mikroprogramový řadič RISC. 19.4.2007 Y36SAP-control unit 1
Y36SAP - 13 procesor - control unit obvodový a mikroprogramový řadič RISC 19.4.2007 Y36SAP-control unit 1 Von Neumannova architektura (UPS1) Instrukce a data jsou uloženy v téže paměti. Paměť je organizována
VíceMikrokontrolery. Úvod do obvodů Atmega 328 a PIC16F88
Mikrokontrolery Úvod do obvodů Atmega 328 a PIC16F88 Texty sestavili Petr Nejedlý a Lukáš Čížek, 4EA, 2013 Vlastnosti a funkce: Atmega 328 Flash 32Kbyte Max. Frequence 20Mhz SRAM 2Kbyte EEPROM 1024 byte
Více1 Osobní počítač Obecně o počítačích Technické a programové vybavení... 4
1 Osobní počítač... 2 1.1 Architektura IBM PC... 2 2 Obecně o počítačích... 3 2.1 Co jsou počítače dnes... 3 3 Technické a programové vybavení... 4 3.1 Hardware... 4 3.1.1 Procesor... 4 3.1.2 Sběrnice...
Více8. Laboratoř: Aritmetika a řídicí struktury programu
8. Laboratoř: Aritmetika a řídicí struktury programu Programy v JSA aritmetika, posuvy, využití příznaků Navrhněte a simulujte v AVR studiu prográmky pro 24 bitovou (32 bitovou) aritmetiku: sčítání, odčítání,
VíceVrstvy periferních rozhraní
Vrstvy periferních rozhraní Cíl přednášky Prezentovat, jak postupovat při analýze konkrétního rozhraní. Vysvětlit pojem vrstvy periferních rozhraní. Ukázat způsob využití tohoto pojmu na rozhraní RS 232.
VíceStruktura a architektura počítačů (BI-SAP) 9
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 9 doc. Ing. Hana Kubátová, CSc. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologii
VícePaměti EEPROM (1) 25/07/2006 1
Paměti EEPROM (1) EEPROM - Electrically EPROM Mají podobné chování jako paměti EPROM, tj. jedná se o statické, energeticky nezávislé paměti, které je možné naprogramovat a později z nich informace vymazat
VíceJak do počítače. aneb. Co je vlastně uvnitř
Jak do počítače aneb Co je vlastně uvnitř Po odkrytí svrchních desek uvidíme... Von Neumannovo schéma Řadič ALU Vstupně/výstupní zař. Operační paměť Počítač je zařízení, které vstupní údaje transformuje
VícePočítač jako prostředek řízení. Struktura a organizace počítače
Řídicí počítače - pro řízení technologických procesů. Specielní přídavná zařízení - I/O, přerušovací systém, reálný čas, Č/A a A/Č převodníky a j. s obsluhou - operátorské periferie bez obsluhy - operátorský
VícePaměti EEPROM (1) Paměti EEPROM (2) Paměti Flash (1) Paměti EEPROM (3) Paměti Flash (2) Paměti Flash (3)
Paměti EEPROM (1) EEPROM Electrically EPROM Mají podobné chování jako paměti EPROM, tj. jedná se o statické, energeticky nezávislé paměti, které je možné naprogramovat a později z nich informace vymazat
VíceBinární data. Číslicový systém. Binární data. Klávesnice Snímače polohy, dotykové displeje, myš Digitalizovaná data odvozená z analogového signálu
5. Obvody pro číslicové zpracování signálů 1 Číslicový systém počítač v reálném prostředí Klávesnice Snímače polohy, dotykové displeje, myš Digitalizovaná data odvozená z analogového signálu Binární data
VíceJednočipové mikropočítače (mikrokontroléry)
Počítačové systémy Jednočipové mikropočítače (mikrokontroléry) Miroslav Flídr Počítačové systémy LS 2006-1/17- Západočeská univerzita v Plzni Co je mikrokontrolér integrovaný obvod, který je často součástí
VíceÚvod SISD. Sekvenční výpočty SIMD MIMD
Úvod SISD Single instruction single data stream Sekvenční výpočty MISD 1. Přednáška Historie Multiple instruction single data stream SIMD Single instruction multiple data stream MIMD Multiple instruction
VíceProcesor. Základní prvky procesoru Instrukční sada Metody zvýšení výkonu procesoru
Počítačové systémy Procesor Miroslav Flídr Počítačové systémy LS 2006-1/17- Západočeská univerzita v Plzni Víceúrovňová organizace počítače Digital logic level Microarchitecture level Processor Instruction
VíceHardware - komponenty počítačů Von Neumannova koncepce počítače. Von Neumannova koncepce počítače
V roce 1945 vystoupil na přednášce v USA matematik John von Neumann a představil architekturu samočinného univerzálního počítače (von Neumannova koncepce/schéma/architektura). Základy této koncepce se
VíceVýukový materiál Hardware je zaměřený především na výuku principů práce hardwaru a dále uvádí konkrétní příklady použití.
Metodický list hardware Výukový materiál Hardware je zaměřený především na výuku principů práce hardwaru a dále uvádí konkrétní příklady použití. Postupuje od výčtu základních prvků, bez kterých se PC
Více3 Jednoduché datové typy 2 3.1 Interpretace čísel v paměti počítače... 3. 4 Problémy s matematickými operacemi 5
Obsah Obsah 1 Číselné soustavy 1 2 Paměť počítače 1 2.1 Měření objemu paměti počítače................... 1 3 Jednoduché datové typy 2 3.1 Interpretace čísel v paměti počítače................. 3 4 Problémy
Více