Introducción al microcontrolador integrado

Nombre chino: microcomputadora de un solo chip y sistema integrado

Nombre en inglés: microcomputadora de un solo chip y sistema integrado El sistema integrado significa que el sistema puede completar una función de forma independiente, mientras que la computadora de un solo chip Sólo puedo darme cuenta. Es sólo parte de este propósito. El sistema integrado se refiere a "incorporar" un microprocesador en un sistema de aplicación real para formar un sistema integrado, que se puede dividir en parte de hardware y parte de software.

La parte de hardware se implementa principalmente de las siguientes maneras:

1. Está compuesto por mpu como núcleo, como: brazo, etc.

2. Con MCU como núcleo, es una variedad de microcontroladores, que integran principalmente procesadores, memoria y otros componentes en un solo chip.

3. Con DSP como núcleo, se utiliza principalmente para tratar gráficos de voz.

4. Es lo que la gente llama sopa.

En cuanto a la parte de software, algunos sistemas embebidos tienen sistemas operativos, y otros no. Esto está determinado principalmente por el tamaño del sistema. 1. Aplicaciones integradas que comenzaron en la era de las microcomputadoras

Las computadoras digitales electrónicas nacieron en 1946. Durante la larga historia que siguió, las computadoras siempre se mantuvieron en salas de computación especiales para implementar cálculos numéricos a gran escala. . No fue hasta la llegada del microprocesador en la década de 1970 que las computadoras experimentaron cambios históricos. Las microcomputadoras con microprocesadores como núcleo están saliendo rápidamente de la sala de computadoras debido a su pequeño tamaño, bajo precio y alta confiabilidad. El nivel de inteligencia que muestran las microcomputadoras basadas en capacidades de cálculo numérico de alta velocidad ha despertado el interés de los profesionales del control y. requiere Incrustar la microcomputadora en un sistema de objetos para realizar un control inteligente del sistema de objetos. Por ejemplo, una microcomputadora está reforzada eléctricamente, mecánicamente reforzada y equipada con varios circuitos de interfaz periféricos, y se instala en un barco grande para formar un piloto automático o un sistema de monitoreo del estado del motor. De esta forma, la computadora pierde su forma original y sus funciones generales. Para distinguirlo del sistema informático de propósito general original, una computadora que está integrada en un sistema de objetos y realiza un control inteligente del sistema de objetos se denomina sistema informático integrado. Por lo tanto, los sistemas integrados nacieron en la era de las microcomputadoras. La naturaleza integrada de los sistemas integrados es integrar una computadora en un sistema de objetos. Estos son los puntos de partida básicos para comprender los sistemas integrados.

2. Dos ramas principales de la tecnología informática moderna

Dado que el sistema informático integrado está integrado en el sistema de objetos y realiza el control inteligente del objeto, tiene sistemas informáticos universales. diferentes requisitos técnicos y direcciones de desarrollo tecnológico. Los requisitos técnicos de los sistemas informáticos generales son cálculos numéricos masivos y de alta velocidad; la dirección del desarrollo tecnológico es la mejora infinita de la velocidad del autobús y la expansión infinita de la capacidad de almacenamiento. El requisito técnico del sistema informático integrado es la capacidad de control inteligente del objeto; la dirección del desarrollo tecnológico es el rendimiento integrado, la capacidad de control y la confiabilidad del control que están estrechamente relacionados con el sistema del objeto.

Al principio, la gente modificaba a regañadientes los sistemas informáticos de uso general para implementar aplicaciones integradas en equipos grandes. Sin embargo, muchos sistemas de objetos (como electrodomésticos, instrumentación, unidades de control industrial...) no pueden integrarse en sistemas informáticos de uso general. Además, las direcciones de desarrollo técnico de los sistemas integrados y los sistemas informáticos de uso general son completamente diferentes. , las computadoras de propósito general deben desarrollarse de forma independiente. Los sistemas y los sistemas informáticos integrados, que forman las dos ramas principales del desarrollo de la tecnología informática moderna.

Si la aparición de las microcomputadoras llevó a las computadoras a la etapa de desarrollo informático moderno, entonces el nacimiento de los sistemas informáticos integrados marcó la entrada de las computadoras en el desarrollo paralelo de dos ramas principales: los sistemas informáticos generales y los sistemas informáticos integrados. . era, lo que llevó al rápido desarrollo de las computadoras a finales del siglo XX.

3. Hitos en el desarrollo de las dos ramas principales

El desarrollo de una división especializada del trabajo entre los sistemas informáticos generales y los sistemas informáticos integrados condujo al rápido desarrollo de la tecnología informática en el finales del siglo XX y principios del siglo XXI. El campo de la informática se centra en el desarrollo de tecnologías de software y hardware para sistemas informáticos de uso general sin tener en cuenta los requisitos de las aplicaciones integradas. Los microprocesadores de uso general están evolucionando rápidamente desde los modelos 286, 386 y 486 hasta las series Pentium. Los sistemas operativos se están expandiendo rápidamente. Las computadoras se basan en el procesamiento de archivos de datos masivos y de alta velocidad.

Los sistemas informáticos integrados se han embarcado en un camino completamente diferente. Este camino de desarrollo independiente es el camino del chip único. Movilizó a los fabricantes y profesionales originales en el campo de los sistemas electrónicos tradicionales para hacerse cargo de los sistemas integrados originados en el campo de la informática, emprender la tarea histórica de desarrollar y popularizar los sistemas integrados y convertir rápidamente los sistemas electrónicos tradicionales en sistemas inteligentes de la era moderna. sistemas electrónicos.

Por lo tanto, el hito de las dos ramas principales del desarrollo de la tecnología informática moderna es que no sólo forman una división especializada del trabajo en el desarrollo informático, sino que también extienden la tarea de desarrollar la tecnología informática a la electrónica tradicional. En el campo del sistema, la fabricación de computadoras se ha convertido en una herramienta poderosa para ingresar a la era de la inteligencia integral en la sociedad humana. 1. Los microcontroladores han creado un camino de desarrollo independiente para los sistemas integrados

Aunque los sistemas integrados se originaron en la era de las microcomputadoras, el tamaño, el precio y la confiabilidad de las microcomputadoras no pueden cumplir con los requisitos de las aplicaciones integradas de la mayoría de los sistemas de objetos. Por lo tanto, los sistemas integrados deben tomar un camino de desarrollo independiente. Este camino es el camino de los chips. La computadora se construyó sobre un chip, creando así una era de desarrollo independiente de sistemas integrados.

Al explorar el camino de desarrollo de los microcontroladores, ha habido dos modos, a saber, el "modo Σ" y el "modo de innovación". El "modo Σ" es esencialmente un modo en el que una computadora de propósito general se integra directamente en un chip. Corta las unidades básicas en un sistema informático de propósito general y las integra en un chip para formar una microcomputadora de un solo chip. El modo de innovación "se basa completamente en aplicaciones integradas. Se requiere diseñar una nueva arquitectura, microprocesador, sistema de instrucción, modo bus, modo de gestión, etc. que cumplan con los requisitos de las aplicaciones integradas. Los MCS-48 y MCS-51 de Intel son sistemas integrados de un solo chip (microcomputadoras de un solo chip) desarrollados según el modelo innovador. MCS-51 es un sistema integrado completo y perfecto basado en la exploración de MCS-48. La historia ha demostrado que el "modo de innovación" es el camino correcto para el desarrollo independiente de sistemas integrados y, por lo tanto, la arquitectura del MCS-51 se ha convertido en un sistema estructural típico para sistemas integrados de un solo chip.

2. La historia del desarrollo tecnológico de la microcomputadora de un solo chip

La microcomputadora de un solo chip nació a fines de la década de 1970 y ha pasado por tres etapas: SCM, MCU y SoC.

1. SCM es la etapa de microcomputadora de un solo chip (Single Chip Microcomputer), que busca principalmente la mejor arquitectura para el mejor sistema integrado de un solo chip. El éxito del "modelo de innovación" estableció un camino de desarrollo completamente diferente para SCM y las computadoras en general. Intel ha desempeñado un papel importante como pionero en el desarrollo independiente de sistemas integrados.

2. MCU es la etapa de la unidad de microcontrolador (Unidad de microcontrolador). La principal dirección de desarrollo técnico es: expandir continuamente varios circuitos periféricos y circuitos de interfaz que cumplan con los requisitos del sistema de destino en aplicaciones integradas, destacando su. Capacidades de control inteligente de objetos. Todos los campos que involucra están relacionados con sistemas de objetos, por lo que la importante tarea de desarrollar MCU recae inevitablemente en los fabricantes de tecnología eléctrica y electrónica. Desde esta perspectiva, la desaparición gradual de Intel del desarrollo de MCU también tiene sus factores objetivos. En términos de desarrollo de MCU, el fabricante más famoso es Philips.

Philips, con sus enormes ventajas en aplicaciones integradas, ha desarrollado rápidamente el MCS-51 desde un microordenador de un solo chip hasta un microcontrolador. Por lo tanto, cuando revisamos el camino de desarrollo de los sistemas integrados, no olvidemos los logros históricos de Intel y Philips.

3. La microcomputadora de un solo chip es el camino de desarrollo independiente de los sistemas integrados. Un factor importante en el desarrollo hasta la etapa de MCU es buscar maximizar la solución de los sistemas de aplicación en el chip. de microcomputadoras dedicadas de un solo chip forma naturalmente la tendencia SoC. Con el desarrollo de la tecnología microelectrónica, el diseño de circuitos integrados y las herramientas EDA, el diseño de sistemas de aplicaciones de microcontroladores basados ​​en SoC tendrá un mayor desarrollo. Por lo tanto, la comprensión de las microcomputadoras de un solo chip se puede ampliar desde las microcomputadoras de un solo chip y los microcontroladores de un solo chip hasta los sistemas de aplicaciones de un solo chip.