Особенности организации памяти в МК. Адресные пространства и способы доступа к данным

Память

Магистраль - система связи между частями контроллера

Модель для программиста - перечень программно-доступных компонентов

Элементы RISC идеологии в микроконтроллерных процессорах.

Вычислительное ядро

Характерные черты -
- широкий диапазон разрядности (8…64), производительности для различных типов и соответственно широкий диапазон цен ($1…$100)

- Логическое и физическое разделение памяти программ и памяти данных
- Унификация структуры команды в пространстве и во времени
- Запараллеливание выполнения отдельных частей смежных команд

Элементы RISC позволяют минимизировать время выполнения команд (в тактах) и особенно время реакции микроконтроллера на внешние события.

Система команд и способы адресации в микроконтроллерных процессорах - ориентированы на программирование задач управления, в которых относительно малую долю составляют вычислительные алгоритмы и сравнительно большую - контроль состояния внешних устройств. В частности, нередко имеются:
- развитые средства побитовой обработки
- операции на регистрах портов

Для облегчения вычислений, специфичных для управляющих применений (таких как вычисление цифровой свертки):
- специализированные команды и способы адресации, облегчающие программирование операций, специфичных для управляющих применений,
- разрядность АЛУ и некоторых регистров промежуточных результатов может быть оптимизирована для получения приемлемой точности при этих вычислениях и отличаться от разрядности регистров общего назначения,
- использование специальных форматов, таких как формат с фиксированной точкой и фиксированными длинами целой и дробной частей операндов.

Структура с общей параллельной магистралью, связывающей между собой отдельные узлы, широко используется как на внутрикристальном уровне (внутренняя магистраль), так и на уровне межкристальных связей (внешняя магистраль). Однако для разработчика представляет практический интерес только организация внешней (межкристальной) магистрали, когда ему требуется подключить к контроллеру дополнительные устройства.

Основные свойства магистрали

параллельный принцип передачи данных[1],

унификация способа подключения устройств, дает возможность разработчику с малыми дополнительными аппаратными добавками включать в систему широкий класс устройств с различными функциями

двунаправленность, обеспечивающая возможность передачи между двумя любыми устройствами контроллера

В качестве памяти программ чаще всего используется какая-либо разновидность постоянного запоминающего устройства. Это обусловлено тем, что управляющая программа после окончания отладки не меняется в течение жизни контроллера. С другой стороны, ПЗУ обеспечивает "мгновенную" готовность контроллера к работе после включения питания (не требуется время на загрузку в ОЗУ).