Architettura del processore per sistemi embedded

February 27

Architettura del processore per sistemi embedded


Un sistema informatico integrato è uno che normalmente non vede. È dedicato a una singola attività, come il controllo del motore di una macchina. Questo è in contrasto con i computer general-purpose, che svolgono molte attività, tra cui l'elaborazione di testi, navigazione Web e giochi. L'architettura del processore, o la disposizione di elementi di computer, è messo a punto per il compito che il sistema embedded serve.

microprocessore

Il microprocessore serve un ruolo centrale in entrambi i sistemi general-purpose di elaborazione embedded e, l'esecuzione di calcoli e lo spostamento dei dati tra le locazioni di memoria. Un microprocessore ha un sistema di connessioni chiamati autobus che comunicano i dati con la memoria e circuiteria di interfaccia. Alcuni sistemi embedded, come ad esempio quei giocattoli di controllo e tostapane, sono semplici; altri, compresi quelli che gestiscono le fabbriche, sono complesse. Ogni livello ha disegni processori adatti ad esso: sistemi più semplici hanno microprocessori a otto bit, il più complesso hanno processori a 64 bit. Il numero di bit in un processore influenzano la velocità, costo e la quantità di dati che può gestire.

Memoria

I sistemi integrati usano principalmente due forme di memoria: RAM e ROM. ROM, o memoria di sola lettura, contiene programmi e dati in modo permanente memorizzati in fabbrica. Il microprocessore utilizza RAM, o memoria ad accesso casuale, come "scratchpad" temporaneo su cui tenere variabili di calcolo del processore e altri tipi di dati intermedi. Perché svolgono una singola attività, sistemi embedded hanno generalmente molto piccole quantità di RAM - il meno poche decine di byte di dati - e da pochi kilobyte per diversi megabyte di ROM. Come il prezzo delle memorie flash è diminuito, gli ingegneri hanno usato al posto di ROM tradizionali. Flash può essere aggiornato molte volte, a differenza ROM tradizionale, che è scritto solo una volta dal costruttore. Perché hanno già tutti i programmi ei dati di cui hanno bisogno, computer embedded raramente utilizzare hard disk o altri tipi di memorizzazione dei dati periferici.

Interfaccia

L'interfaccia in un funzioni di sistema incorporato come un ponte tra il processore e dispositivi esterni. Un sistema integrato per un forno a gas, per esempio, legge i dati da un sensore di temperatura e chiude una valvola gas quando il forno raggiunge la temperatura impostata. L'interfaccia legge i dati dal sensore e scrive dati al controllore valvola. Un sistema embedded unica può avere decine di linee di input-output, passando i dati dai controlli, sensori e timer e di controllo visualizza, valvole, motori e relè. Inoltre, il processore può avere un'interfaccia manutenzione. Un tecnico utilizza per testare il sistema integrato e di leggere codici diagnostici dal processore.

Comportamento Power-Up

Molti sistemi embedded, a differenza di computer general-purpose, non aspettare l'input dell'utente. Quando si accende l'apparecchio, il processore "stivali" in un auto-test diagnostico, poi corre subito il software built-in. Il processore ha un indirizzo di memoria speciale in cui si attende un programma. Il suo hardware dice di andare a questo indirizzo quando si accende l'alimentazione. Il programma, memorizzato nella ROM o memoria flash, imposta le variabili e dei dati necessari per il processore embedded, i controlli per la presenza di dispositivi esterni e inizia a monitorare loro continuamente fino a quando si accende l'alimentazione di nuovo.