NUC975DK61Y – מעגלים משולבים, משובצים, מיקרו-בקרים – NUVOTON Technology Corporation
תכונות המוצר
| סוּג | תיאור |
| קטגוריה | מעגלים משולבים (ICs) |
| מר | Nuvoton Technology Corporation |
| סִדרָה | NUC970 |
| חֲבִילָה | מַגָשׁ |
| סטטוס המוצר | פָּעִיל |
| ניתן לתכנות DigiKey | לא אומת |
| מעבד ליבה | ARM926EJ-S |
| גודל ליבה | 32 סיביות יחיד ליבה |
| מְהִירוּת | 300 מגה-הרץ |
| קישוריות | Ethernet, I²C, IrDA, MMC/SD/SDIO, SmartCard, SPI, UART/USART, USB |
| ציוד היקפי | זיהוי/איפוס חום-אאוט, DMA, I²S, LVD, LVR, POR, PWM, WDT |
| מספר קלט/פלט | 87 |
| גודל זיכרון תוכנית | 68KB (68K x 8) |
| סוג זיכרון תוכנית | הֶבזֵק |
| גודל EEPROM | - |
| גודל זיכרון RAM | 56K x 8 |
| מתח - אספקה (Vcc/Vdd) | 1.14V ~ 3.63V |
| ממירי נתונים | A/D 4x12b |
| סוג מתנד | חיצוני |
| טמפרטורת פעולה | -40°C ~ 85°C (TA) |
| סוג הרכבה | מתקן משטח |
| חבילה / מארז | 128-LQFP |
| חבילת מכשירי ספק | 128-LQFP (14x14) |
| מספר מוצר בסיס | NUC975 |
מסמכים ומדיה
| סוג משאב | קישור |
| גיליונות נתונים | גיליון נתונים של NUC970 |
| מוצר נבחר | מכונה לממכר כרטיסים |
סיווגי סביבה ויצוא
| תְכוּנָה | תיאור |
| מצב RoHS | תואם ROHS3 |
| רמת רגישות לחות (MSL) | 3 (168 שעות) |
| מצב REACH | REACH לא מושפע |
| HTSUS | 0000.00.0000 |
סוג מעגל משולב
1 הגדרה של מיקרו-בקר
מכיוון שהמיקרו-בקר הוא יחידת הלוגיקה האריתמטית, הזיכרון, הטיימר/מחשבון, ומעגלי / O שונים וכו' המשולבים בשבב, המהווים מערכת מחשוב מלאה בסיסית, הוא ידוע גם כמיקרו-מחשב עם שבב יחיד.
התוכנית בזיכרון המיקרו-בקר בשימוש הדוק עם חומרת המיקרו-בקר ומעגלי החומרה ההיקפיים, נבדלת מהתוכנה של המחשב האישי, והיא נקראת תוכנית המיקרו-בקר בתור קושחה.באופן כללי, מיקרו-מעבד הוא מעבד במעגל משולב יחיד, בעוד שמיקרו-בקר הוא מעבד, ROM, RAM, VO, טיימר וכו' והכל במעגל משולב יחיד.בהשוואה ל-CPU, למיקרו-בקר אין כוח מחשוב כל כך חזק, וגם אין לו MemoryManaaement Unit, מה שגורם למיקרו-בקר להתמודד רק עם כמה משימות בקרה בודדות ופשוטות יחסית, לוגיקה ומשימות אחרות, ובשימוש נרחב בבקרת ציוד, עיבוד אותות חיישנים ותחומים אחרים, כגון מכשירי חשמל ביתיים, ציוד תעשייתי, כלי עבודה חשמליים וכו'.
2 הרכב המיקרו-בקר
המיקרו-בקר מורכב ממספר חלקים: מעבד מרכזי, זיכרון וקלט/פלט:
-מעבד מרכזי:
המעבד המרכזי הוא מרכיב הליבה של ה-MCU, כולל שני החלקים העיקריים של המפעיל והבקר.
-מַפעִיל
המפעיל מורכב מיחידה אריתמטית ולוגית (ALU), מצבר ואוגרים וכו'. תפקידה של ALU הוא לבצע פעולות אריתמטיות או לוגיות על הנתונים הנכנסים.ה-ALU מסוגל להוסיף, לגרוע, להתאים או להשוות את הגודל של שני הנתונים הללו, ולבסוף לאחסן את התוצאה בצובר.
למפעיל יש שתי פונקציות:
(1) לבצע פעולות חשבון שונות.
(2) לבצע פעולות לוגיות שונות ולבצע בדיקות לוגיות, כגון בדיקת ערך אפס או השוואה של שני ערכים.
כל הפעולות שמבצע המפעיל מכוונות על ידי אותות בקרה מהבקר, ובעוד פעולת אריתמטית מפיקה תוצאה אריתמטית, פעולה לוגית מייצרת פסק דין.
-בקר
הבקר מורכב ממונה תוכניות, פנקס פקודות, מפענח פקודות, מחולל תזמון ובקר תפעול וכו'. "הגוף מקבל ההחלטות" הוא שמוציא פקודות, כלומר מתאם ומכוון את פעולת כל מערכת המיקרו-מחשבים.הפונקציות העיקריות שלו הן:
(1) לשלוף הוראה מהזיכרון ולציין את מיקום ההוראה הבאה בזיכרון.
(2) לפענח ולבדוק את ההוראה ולהפיק את אות בקרת הפעולה המתאים כדי להקל על ביצוע הפעולה שצוינה.
(3) מכוון ושולט בכיוון זרימת הנתונים בין המעבד, הזיכרון והתקני הקלט והפלט.
המיקרו-מעבד מחבר בין ה-ALU, המונים, האוגרים והבקרה דרך האפיק הפנימי, ומתחבר לזיכרון החיצוני ולמעגלי ממשק קלט/פלט דרך האפיק החיצוני.האפיק החיצוני, הנקרא גם אפיק המערכת, מחולק לאפיק הנתונים DB, אפיק הכתובות AB ואפיק הבקרה CB, והוא מחובר להתקנים היקפיים שונים דרך מעגל ממשק הקלט/פלט.
-זיכרון
ניתן לחלק את הזיכרון לשתי קטגוריות: זיכרון נתונים וזיכרון תוכניות.
זיכרון נתונים משמש לשמירת נתונים ואחסון תוכניות משמש לאחסון תוכניות ופרמטרים.
-קלט/פלט -קישור או נהיגה של מכשירים שונים
יציאות תקשורת טוריות - החלפת נתונים בין MCU וציוד היקפי שונים, כגון UART, SPI, 12C וכו'.
3 סיווג מיקרו-בקר
מבחינת מספר הסיביות, ניתן לסווג מיקרו-בקרים ל: 4-bit, 8-bit, 16-bit ו-32-bit.ביישומים מעשיים, 32 סיביות מהווים 55%, 8 סיביות מהווים 43%, 4 סיביות מהווים 2% ו-16 סיביות עבור 1%
ניתן לראות שמיקרו-בקרים של 32 סיביות ו-8 סיביות הם המיקרו-בקרים הנפוצים ביותר כיום.
ההבדל במספר הביטים אינו מייצג את המיקרו-מעבדים הטובים או הגרועים, לא ככל שמספר הביטים גבוה יותר כך המיקרו-מעבד טוב יותר, ולא ככל שמספר הביטים נמוך יותר, כך המיקרו-מעבד גרוע יותר.
MCUs של 8 סיביות הם צדדיים;הם מציעים תכנות פשוט, יעילות אנרגטית וגודל חבילה קטנה (לחלקם יש רק שישה פינים).אבל מיקרו-בקרים אלה אינם משמשים בדרך כלל לפונקציות רשת ותקשורת.
פרוטוקולי הרשת וערימות תוכנות התקשורת הנפוצות ביותר הן 16 או 32 סיביות.ציוד היקפי לתקשורת זמין עבור חלק מהתקני 8 סיביות, אבל MCUs של 16 ו-32 סיביות הם לרוב הבחירה היעילה יותר.עם זאת, MCU של 8 סיביות משמשים בדרך כלל עבור מגוון יישומי בקרה, חישה וממשק.
מבחינה ארכיטקטונית, ניתן לחלק את המיקרו-בקרים לשתי קטגוריות: RISC (Reduced Instruction Set Computers) ו-CISC (Complex Instruction Set Computers).
RISC הוא מיקרו-מעבד שמבצע פחות סוגים של הוראות מחשב ומקורו בשנות ה-80 עם ה-MIPS המרכזי (כלומר, מכונות RISC), והמיקרו-מעבדים המשמשים במכונות RISC נקראים ביחד מעבדי RISC.בדרך זו, הוא מסוגל לבצע פעולות בקצב מהיר יותר (מיליוני הוראות נוספות בשנייה, או MIPS).מכיוון שמחשבים דורשים טרנזיסטורים ורכיבי מעגל נוספים כדי לבצע כל סוג פקודה, ככל שקבוצת הוראות המחשב גדולה יותר הופכת את המיקרו-מעבד למורכב יותר ומבצעת פעולות לאט יותר.
CISC כולל סט עשיר של הוראות מיקרו המפשטות את היצירה של תוכניות הפועלות על המעבד.ההוראות מורכבות משפת assembly, וכמה פונקציות נפוצות שיושמו במקור על ידי תוכנה מיושמות על ידי מערכת הוראות חומרה במקום זאת.עבודתו של המתכנת מצטמצמת אפוא בהרבה, וכמה פעולות או פעולות מסדר נמוך מעובדות בו-זמנית בכל תקופת הוראה כדי להגביר את מהירות הביצוע של המחשב, ומערכת זו נקראת מערכת הוראות מורכבת.
4 סיכום
אתגר רציני עבור מהנדסי האלקטרוניקה לרכב של היום הוא לבנות בעלות נמוכה, ללא תקלות, וגם במקרה של תקלה יכולה לעבוד מערכות רכב, בביצועי המכונית משתפרים בהדרגה כרגע, מיקרו-בקרים צפויים לשפר את הביצועים של יחידות בקרה אלקטרוניות לרכב.
