Микроконтроллеры: термины и определения

Микроконтроллеры / Для начинающих /

Микроконтроллеры для начинающих Что нужно для того, чтобы стать профессиональным разработчиком программ для микроконтроллеров и выйти на такой уровень мастерства, который позволит с лёгкостью найти и устроиться на работу с высокой зарплатой (средняя зарплата программиста микроконтроллеров по России на начало 2017 года составляет 80 000 рублей). Подробнее...

В этом разделе приведены самые основные термины и определения, с которыми вы встретитесь, если начнёте изучать микроконтроллеры.

Тактовый сигнал (или просто такт)

Это сигнал, который используется для согласования операций в одной или более цифровых схем. Если речь идёт о микроконтроллере, то тактовый сигнал используется для согласования операций внутри микроконтроллера (по сути микроконтроллер - это несколько цифровых схем, объединённых в одном корпусе).

Тактовый сигнал обычно имеет прямоугольную форму. То есть этот сигнал (например, логическая единица - появление напряжения на выводе), появляется и исчезает через какие-то промежутки времени.

Активным уровнем тактового сигнала принято называть момент переключения из одного состояния в другое. Активным уровнем является высокий уровень, если схема переключается в момент, задаваемый фронтом синхросигнала, то есть когда синхросигнал переключается из нижнего уровня в верхний. Если переключение происходит по срезу синхросигнала, то активный уровень - низкий.

Такт процессора или такт ядра процессора - промежуток между двумя импульсами тактового генератора, который синхронизирует выполнение всех операций процессора.

Выполнение различных элементарных операций может занимать от долей такта до многих тактов в зависимости от команды и процессора. Общая тенденция заключается в уменьшении количества тактов, затрачиваемых на выполнение элементарных операций.

Тактовая частота

Тактовая частота - частота синхронизирующих импульсов синхронной электронной схемы, то есть количество синхронизирующих тактов, поступающих извне на вход схемы за одну секунду.

А теперь по простому: тактовая частота - это количество тактовых сигналов за одну секунду.

В самом первом приближении тактовая частота определяет производительность подсистемы (процессора, памяти и пр.), то есть количество выполняемых операций в секунду. Однако системы с одной и той же тактовой частотой могут иметь различную производительность, так как на выполнение одной операции разным системам может требоваться различное количество тактов (обычно от долей такта до десятков тактов), а кроме того, системы, использующие конвейерную и параллельную обработку, могут на одних и тех же тактах выполнять одновременно несколько операций.

Период синхросигнала (clock period) - отрезок времени между соседними переключениями, совершаемыми в одном и том же направлении.

Частота синхросигнала (clock frequency) - величина, обратная периоду.

Скважность синхросигнала - отношение периода синхросигнала к длительности его активного состояния (скважность меандра равна двум).

Коэффициент заполнения - величина, обратная скважности.

КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник. Английская аббревиатура CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor). Это набор полупроводниковых технологий построения интегральных микросхем и соответствующая ей схемотехника микросхем. Подавляющее большинство современных цифровых микросхем имеют технологию КМОП.

IPS (англ. instructions per second - инструкций в секунду) - мера быстродействия процессора компьютера. Показывает число определённых инструкций, выполняемых процессором за одну секунду. Часто заявляемые производителями значения IPS являются пиковыми и получены на последовательностях инструкций, не характерных для реальных программ. Также на значения IPS сильно влияет пропускная способность иерархии памяти. В связи с этим, вместо исходных значений IPS для оценки быстродействия принято использовать результаты синтетических тестов (англ. benchmark), например SPECint или Dhrystone.

Производные единицы измерения:

  • 1 kIPS = 103 IPS (кило ИПС)
  • 1 MIPS (англ. million IPS) или 1 MOPS (англ. million operations per second, рус. МИПС) = 106 IPS (мега ИПС)
  • 1 GIPS = 109 IPS (гига ИПС)

На этом пока всё. Новые термины и определения будем раскрывать по мере продвижения на пути изучения устройства микроконтроллеров...

Оценочный комплект (Evaluation kits) - программное и/или аппаратное обеспечение, передаваемое потенциальным клиентам для ознакомления. В случае с микроконтроллерами позволяет тестировать устройства в условиях, максимально приближённым к реальным.

SPI (англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus — последовательный периферийный интерфейс, шина SPI) — последовательный синхронный стандарт передачи данных в режиме полного дуплекса, предназначенный для обеспечения простого и недорогого высокоскоростного сопряжения микроконтроллеров и периферии. SPI также иногда называют четырёхпроводным (англ. four-wire) интерфейсом.

Статическая память с произвольным доступом (SRAM, static random access memory) — полупроводниковая оперативная память, в которой каждый двоичный или троичный разряд хранится в схеме с положительной обратной связью, позволяющей поддерживать состояние без регенерации, необходимой в динамической памяти (DRAM). Тем не менее, сохранять данные без перезаписи SRAM может, только пока есть питание, то есть SRAM остается энергозависимым типом памяти.

Произвольный доступ (RAM — random access memory) — возможность выбирать для записи/чтения любой из битов (тритов) (чаще байтов (трайтов), зависит от особенностей конструкции), в отличие от памяти с последовательным доступом (SAM, англ. sequential access memory).

EEPROM (англ. Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) — электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ (ЭСППЗУ), один из видов энергонезависимой памяти (таких, как PROM и EPROM). Память такого типа может стираться и заполняться данными до миллиона раз.


Подписаться на канал в YouTube

Вступить в группу "Основы программирования"

Подписаться на рассылки по программированию

Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ

Бесплатная рассылка о микроконтроллерах. Рассылка содержит как бесплатную информацию для начинающих, так и ссылки на платные продукты (книги, видеокурсы и др.) для тех, кто захочет вникнуть в тему более глубоко. Подробнее...

Инфо-МАСТЕР ®
Все права защищены ©
e-mail: mail@info-master.su

Яндекс.Метрика