A4B38NVS, 2011, kat. měření, J.Fischer, ČVUT - FEL. Přednáška 1. 2011, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer



Podobné dokumenty
Přednáška , kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A4B38NVS, 2012, J.Fischer, kat. měření,, ČVUT - FEL 1

Přednáška A3B38MMP. Bloky mikropočítače vestavné aplikace, dohlížecí obvody. 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

Čítače Přednáška 10 (11)

Přednáška - A3B38MMP Procesory s jádrem ARM. A3B38MMP 2015, J. Fischer, kat. měření, ČVUT-FEL Praha 1

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,.. Přednáška 11 (12) A4B38NVS, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J. Fischer

Přednáška 1 A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů. 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

Přednáška UART, RS232, 422, 485

Přednáška 1 A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J. Fischer. Grafický podkladový materiál k přednášce A4B38NVS

ETC Embedded Technology Club setkání

Přednáška 8,9 Generátory hodinového signálu a dohlížecí obvody. ve vest. systémech 2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J.

Aplikace vestavných systémů

ETC Embedded Technology Club setkání zahájení druhého ročníku

ETC Embedded Technology Club setkání zahájení druhého ročníku

Přednáška - Čítače. 2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření 1

MSP 430F1611. Jiří Kašpar. Charakteristika

ETC Embedded Technology Club setkání

Přednáška 1 A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů 2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer A4B38NVS, 2013, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 1

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,..

Přednáška 7, 8 Generátory hodinového signálu a dohlížecí obvody ve vest. systémech

Procesory s jádrem ARM

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,.. Přednáška 11 (12)

A4B38NVS, 2011, kat. měření, J.Fischer, ČVUT - FEL. Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,.. A438NVS, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J.

Přednáška vložená 6. týden, výklad k úloze LCD, UART A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů 2015, katedra měření, ČVUT - FEL, Praha. J.

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,.. Přednáška 10 (11)

Přednáška vložená 5. týden, výklad k úloze LCD, UART A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů 2014, katedra měření, ČVUT - FEL, Praha. J.

Mikrokontroléry. Doplňující text pro POS K. D. 2001

Úloha Ohmetr zadání úlohy

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,..

Kontrolní otázky a okruhy k testu v semestru A4B38NVS (verze r. 2012) Procesory s jádrem ARM Cortex - M3, (V dalším textu dotazy směřují na jádro ARM

A4B38NVS, 2011, kat. měření, J.Fischer, ČVUT - FEL. 2011, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. J. Fischer. Přednáška 7

Činnost CPU. IMTEE Přednáška č. 2. Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus

Procesory pro vestavné aplikace přehled

Maturitní témata - PRT 4M

Okruhy a kontrolní otázky k testu v semestru A4B38NVS (verze r. 2015) Procesory s jádrem ARM Cortex - M3, (V dalším textu dotazy směřují na jádro ARM

Architekura mikroprocesoru AVR ATMega ( Pokročilé architektury počítačů )

PK Design. MB-ATmega16/32 v2.0. Uživatelský manuál. Základová deska modulárního vývojového systému MVS. Verze dokumentu 1.0 (21.12.

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

Napájení mikroprocesorů. ČVUT- FEL, katedra měření, přednášející Jan Fischer. studenty zapsané v předmětu: A4B38NVS

Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 7

Vývojový kit osazený procesorem ARM - Cookie

5. A/Č převodník s postupnou aproximací

Profilová část maturitní zkoušky 2014/2015

Přednáška 1,2. A4B38NVS Návrh vestavěných systémů,2012, J. Fischer, katedra měření, ČVUT - FEL, Praha

Jízda po čáře pro reklamní robot

Mikrořadiče fy ATMEL

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Čísla, reprezentace, zjednodušené výpočty

ŘÍDÍCÍ ČLEN GCD 411. univerzální procesorový člen pro mikropočítačové systémy. charakteristika. technické údaje

ETC Embedded Technology Club setkání 3, 3B zahájení třetího ročníku

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Procesor z pohledu programátora

Pohled do nitra mikroprocesoru Josef Horálek

Úvod do mobilní robotiky AIL028

Microchip. PICmicro Microcontrollers

Mikrořadiče společnosti Atmel

ŘÍDÍCÍ DESKA SYSTÉMU ZAT-DV

od jaké adresy bude program umístěn? Intel Hex soubor, co to je, z čeho a jak se získá, k čemu slouží? Pseudoinstrukce (direktivy) překladače ORG, SET

Úvod do mobilní robotiky NAIL028

ETC Embedded Technology Club setkání 1, 3B zahájení třetího ročníku

Mikropočítačová vstupně/výstupní jednotka pro řízení tepelných modelů. Zdeněk Oborný

Bakalářská práce Realizace jednoduchého uzlu RS485 s protokolem MODBUS

Pedstavení procesor s architekturou ARM


Projekt - Voltmetr. Přednáška 3 - část A3B38MMP, 2015 J. Fischer kat. měření, ČVUT - FEL, Praha. A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 1

TEMPO průmyslový panelový počítač

Specifikace - SHARK. Projekt: procesorová deska s MPC 52000

SuperCom. Stavebnice PROMOS Line 2. Technický manuál

Náplň přednášky 1. Vestavěný systém Výrobci technických řešení Mikrokontroléry ARM NXP Kinetis KL25Z Rapid prototyping Laboratorní vývojová platforma

Použití programovatelného čítače 8253

Napájení mikroprocesorů

Vestavné systémy BI-VES Přednáška 10

Projekt BROB B13. Jízda po čáře pro reklamní robot. Vedoucí projektu: Ing. Tomáš Florián

Vana RC0001R1 RC0001R1

Čísla, reprezentace, zjednodušené výpočty

Návod k obsluze výukové desky CPLD

Návrh konstrukce odchovny 2. dil

HW počítače co se nalézá uvnitř počítačové skříně

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

A3B38MMP Mikroprocesory v přístrojové technice

FPGA + mikroprocesorové jádro:

Přednáška 2 A4B38NVS - Návrh vestavěných systémů 2014, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer A4B38NVS, 2014, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 1

Úloha č. 4. Připojení 7-segmentového zobrazovače LED s posuvným registrem, připojení tlačítek

Témata profilové maturitní zkoušky

Metody připojování periferií

Číslicový zobrazovač CZ 5.7

Převodník Ethernet ARINC 429

WiFi LED informační panel

velikosti vnitřních pamětí? Jaké periferní obvody má na čipu a k čemu slouží? Jaká je minimální sestava mikropočítače z řady 51 pro vestavnou aplikaci

Akademický rok: 2004/05 Datum: Příjmení: Křestní jméno: Osobní číslo: Obor:

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

NTIS-VP1/1: Laboratorní napájecí zdroj programovatelný

POČÍTAČOVÉ ŘÍZENÍ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

APLIKACE MIKROKONTROLÉRŮ PIC32MX

Uživatelská příručka

Vestavné systémy BI-VES Přednáška 5

POČÍTAČOVÉ ŘÍZENÍ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

Snížení příkonu MCU. Vybavení pro MCU. Snížení příkonu MCU. Možnosti snížení příkonu

Základní uspořádání pamětí MCU

FREESCALE KOMUNIKAČNÍ PROCESORY

Metody připojování periferií BI-MPP Přednáška 2

Transkript:

Přednáška 1 2011, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer 1

Náplň HW návrh vestavěných systémů, komponenty a jejich využití, procesor jako součástka Logické obvody a jejich vlastnosti z hlediska spolupráce s mikrořad. (odběr, typovéřady, rychlost z hlediska spolupráce s mikroprocesorem, spolupráce rychlých logických obvodů, vedení, odrazy, zemnění, rozvody napájení, blokování). Bloky komunikace s obsluhou (tlačítka, klávesnice, LED a LCD zobrazovače 8 a 32 bitové procesory mikrořadiče (Microcontroller) pro vestavěné systémy Obvody a periferie na čipu mikrořadičů (vstupy, výstupy, rozhraní SPI, I 2 C, I 2 S, USART převodníky A/D, převodníky D/A), Vnější periferie a jejich připojování (připojení vnějších řadičů Ethernet,..) Vnější paměťové obvody a jejich připojování k mikroprocesoru Dohlížecí obvody a monitorovací obvody pro zajištění spolehlivé funkce vestavěného systému. Napájení síťové napájení, bateriové napájení vestavěných systémů 2

Cvičení Seznámení s IDE Keil pro ARM Logické obvody (dále L.O.)- statické parametry a jejich určení (skup. 2 stud.) Logické obvody dynamické parametry a jejich určení, buzení obvodu procesorem STM32, generování signálu o dané frekvenci (měření -sk. 2 st., příprava programu pro generaci 1 st. Dále již jen skupina 1 student) Konfigurace výstupních bran STM32, ovládání výstupů, připojení LED, ovládání registru a posuvného registru, připojení výstupu s posuvným registrem 74HCT595, ovládání zobrazovače nebo krokového motorku (dle volby) (1. hodnocená úloha) + zpráva Čtení vstupů (tlačítko, klávesnice), vstup s posuvným registrem, využití SPI Sériová komunikace, využití UART, komunikace s RS232, zobrazení dat na PC (terminál) (2. hodnocená úloha) + zpráva Využití interní čítačové jednotky, pro generování a čítání impulsů, určení frekvence, generování signálu PWM. Samostatný projekt: Návrh systému pro sběr dat a monitorování (hodnocená úloha, studie k projektu, návrh a realizace, závěrečná zpráva), Test v semestru 9. týden společný termín - na přednášce (v míst. 340) 3

Cvičení poznámky Možno osadit zapájet minimodul s STM32 a využít jej v projektu ladění boot loader, nebo pomocí SWD z kitu STM32 Discovery samostatná práce studenty, uvedení příp. informačních zdrojů) Plagiátorství ne!!! Účast na cvičeních povinná Domácí příprava, příprava programů Zapůjčení modulů STM32 Discovery, příp. i kont. pole na celý semetr Potřebné vybavení napájení + 5V ( např. z USB), příp. multimetr Minimum potřebného vybavení PC s USB a nainstalovaným SW Keil, mini USB kabel, Vhodný doplněk převodník USB na RS232 (dostupné např. v NC computers za 160-200 Kč, www.nc.cz, využitelné i pro práci s jinými mikroprocesory pro vestavěné systémy pro funkci Boot Loader) 4

Hodnocení 1., 2. hodnocená úloha, samostatný projekt, zprávy, samostatná práce studenty, uvedení příp. informačních zdrojů) Plagiátorství ne!!! Účast na cvičeních povinná Domácí příprava, příprava programů, vývojový diagram, schéma v laboratoři odladění úlohy, využití přístrojového vybavení 5

Jádro ARM Cortex M3 Firma ARM www.arm.com, (nevyrábí vlastní procesory) návrh jádra jádro v rámci licencí využívá mnoho výrobců (ST, NXP, TI, Atmel,..) definováno: jádro CPU řadič přerušení rozložení v adresním prostoru (kde- SRAM interní, externí, kde vnitřní sběrnice spolupráce s rozhraním pro ladění (debug) JTAG, SWD Výrobci individuálně doplňují periefrie 6

Jádro ARM Cortex M3 Volně dostupné materiály: Sadasivan S.:An Introduction to the ARM Cortex-M3 Processor (www.arm.com) DUI 0552A_Cortex - M3devices generic user Guide (www.arm.com) DDI 0337E Cortex -M3 Revision: r1p1 Technical Reference Manual (www.arm.com) DDI 0403 ARM v7-m Architecture Reference Manual (www.arm.com dostupný po zaregistrování) (podrobný popis architektury ARMv7M do které spadá i ARM Cortex M3) 7

STM32F100x Volně dostupné materiály: katalogový listk STM32F100x: STM32F100x4 STM32F100x6,STM32F100x8 STM32F100xB (Doc ID 16455 Rev 5) podrobný referenční manuál: RM0041 Reference manual STM32F100xx advanced ARM-based 32-bit MCUs (www.st.com) 8

Literatura The Insider s GuideTo The STM32 ARM Based Microcontroller An Engineer s Introduction To The STM32 Series www.hitex.com Velmi zkrácený přehled architektury ARM Cortex M3 z hlediska, implemetace do STM32 přehledný zkrácený popis periferií STM32 doporučeno pro získání prvního přehledu k použití periferiístm32, následně detailní studium referenčního manuálu k STM32 Tento manuál je dobrý proto to, zjistit, co se má vlastně hledat v dalších podrobných manuálech 9

Registry ARM Cortex M3 - R0 R12 obecné registry Dolní registry (low reg.) R0 R7 přístupné všemi instrucemi. s příst. k registrům. Horní registry (high reg.) R8 R12 přístup pouze 32 bitovými instrukcemi s příst. k registrům 10

Registry R13 až R15 Stack pointer Registr R13 -Stack Pointer (SP) ukazatel zásobníku. R13 dvě formy: hlavní SP (SP main) procesní SR (SP_process) Link register Registr R14 je užíván při volání podprogramů (subroutine Link Register - LR). Do LR se uloží návratová adresa z PC při instrukci při vykonání instrukcí Branch an Link (BL) or Branch and Link with Exchange (BLX). LR je využit také při návratu z obsluhy výjimky (exception return). R14 možno obsluhovat jako obecný registr Programový čítač (Program counter - PC) registr R15 Bit [0] je vždy, takže instrukce jsou zarovnány na hranice slova (4 Byte) nebo poloviční slova (2 Byte). Stavový reg. programu (Program Status Registers xpsr) stavových registr příznaků (Flags) 11

Pojem instrukce - Thumb - 2 ARM Cortex M3 návaznost na procesory ARM procesory ARM 16 bitové instrukce Thumb 32 bitové instrukce ARM ( přepínání v programu, jaká sada instrukcí se používá) ARM Cortex M3 - instrukce Thumb doplněné 32- bitovými instrukcemi sada označená jako Thumb 2, ARM Cortex M3 používá sadu Thumb 2 bez přepínání, Pokus o přepnutí do režimu instrukcí ARM ( 32 bitových vyvolá chybu) 16 bitové instrukce Thumb omezené možnosti např. ve vzdálenosti adresy pro skok,. možnost 12

Příznakový registr - 1 indikuje aktivní stav N negativní nebo menší než Z Nula C Carry/ Borrow výpůjčka V přetečení overflow Q sticky saturation (při aritmetice se saturací) 13

Adresový prostor - 14

STM32F100 - Cortex-M3 CPU 24 24 MHz Flash Flash I/F I/F 16-128kB Flash Memory Power Supply Reg Reg1.8V POR/PDR/PVD JTAG/SW Debug Nested vect vectit IT Ctrl Ctrl 1 x Systick Timer 1 x DMA 7 Channels CRC 1x6x 16-bit PWM Synchronized AC AC Timer Timer Up Up to to 16 16 Ext. Ext. ITs ITs Up Up to to 80 80 I/Os I/Os 1x 1x SPI SPI 1x 1x USART/LIN Smartcard/IrDa Modem-Ctrl ARM Lite Hi-Speed Bus Matrix / / Arbiter (max (max 24MHz) 24MHz) Bridge ARM Peripheral Bus (max 24MHz) Bridge 4kB-8kB SRAM 20B 20B Backup Regs Clock Control ARM Peripheral Bus (max 24MHz) 1x16-bit timer with 2 IC/OC/PWM 2x16-bit timer each with 1 IC/OC/PWM 2 x 12bit DAC 1x 1x 12-bit ADC 16 16 channels // 850ksps Temp Sensor XTAL oscillators 32KHz + 3~25MHz Int. Int. RC RC oscillators 40KHz + 8MHz PLL PLL RTC // AWU 2x 2x Watchdog (independent & window) 3 x 16-bit Timer HDMI CEC CEC 2x 2x SPI SPI 2x 2x USART/LIN Smartcard // IrDa IrDa Modem Control 2x 2x I2C I2C 15

Výklad ke cvičením -měření vlastností LO A4B38NVS, 2011, kat. měření, J.Fischer, ČVUT - FEL - Statické parametry: vstupní charakteristika Ii = f (Ui) převodní charakteristika Uo = f (Ui), rozhodovací úroveň vnitřní odpor výstupu ve stavu H - R H, vnitřní odpor výstupu ve stavu l R L, klidový odběr odběr v závislosti na vstupním napětí ( při rozhodovací úrovni) chování obvodu se vstupem plovoucím Dynamické parametry: zpoždění odběr v závislosti na frekvenci vstupního signálu určení Cpd U I I I U CC I O U O zvýšení odběru při zátěži kapacitou (kondenzátor, osciloskopická sonda) 74HC00, 74HCT00 16

Měření vlastností LO - Měřicí zapojení, výklad na přednášce, příprava na cvičení U CC + 5 V C B R1 + 5 V I I I O R 1 U I U O R 2 U i Ucc in GND out U o I i I i U CC U i U CC U i 17

Měření vlastností LO - působení diod ve vstupním obvodu, působení na vstupní charakteristiku působení substrátových diod, (výklad na přednášce k problematice cvičení) U CC U CC I I I O T1 U I U O U 1 T2 U 2 U CC D1 D3 CMOS obvod U R 1 D2 U 2 D4 D6 D7 D5 18