Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
эффективности применения микропроцессорных средств, удовлетворяющих
требованиям этой модели.
Задачи системной интеграции для российских специалистов являются областью
приложения их высокого интеллектуального потенциала. При этом
эффективность решения этих задач во многом зависит от правильного выбора
микропроцессорных средств ввиду их значительного разнообразия.
Если взять за критерий комплексный показатель "количество данных -
количество вычислений", то возможны следующие его значения, определяющие
классы задач и основные характеристики МК (табл. В.1).
Перечисленным четырем классам задач безусловно соответствуют определенные
типы МК и ИП, наиболее полно учитывающих в своей архитектуре их
специфику, а установленное соответствие, конечно, не является строгим.
Так, среди 8-разрядных МК есть развитые модели (например, семейство
М68НС11), которые с успехом можно использовать для решения отдельных
задач из второго класса. Точно так же семейства 32-разрядных
микроконтроллеров в последнее время активно вытесняют 16-разрядные
микроконтроллеры, поскольку разница в цене становится несущественной, при
более развитой архитектуре.
При создании системы любого назначения на базе микроконтроллеров либо
интегрированных процессоров, в общем случае, необходимо выполнить
следующие этапы.
1. Системный анализ задачи - выделяются процессы и функции, реализация
которых будет возложена на МК или ИП.
2. Алгоритмизация процессов и функций - разрабатываются алгоритмы решения
задачи.
3. Выбор МК или ИП и комплексная разработка программно аппаратных средств
- осуществляется выбор технических средств соответствующей компании,
инструментальных средств поддержки процесса проектирования (отладочных
средств, языков программирования и т. д.), а также операционной системы
реального времени, если это требуется для решения задачи. Производится
программирование алгоритмов, полученных на втором этапе, изготовление
системы на базе выбранного МК или ИП и комплексная отладка.
ВВЕДЕНИЕ
Таблица В. 1
Области использования МК
Значение критерия Характеристика задач Разрядность МК/
производительность
Мало данных -мало вычислений Задачи логического управления несложными
объектами и процессами 8/Низкая
Мало данных-много вычислений Локальные регуляторы, системы управления
электрическими двигателями, подвижными аппаратами, различными
электрическими агрегатами, роботами-мани-пуляторами, станками,
портативное оборудование и т. д. 16/Средняя
Много данных -мало вычислений Многие сетевые задачи, системы
управления потоками данных, коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы и
т.п. 32/Высокая
Много данных -много вычислений Задачи управления реального времени,
обработка сигналов с интенсивным обменом, системы распознавания речи,
изображений и т. п. 32/Сверхвысокая
Безусловно, для разработчика (пользователя) важно знать затраты, которые
его ожидают на этом пути. Как показывает анализ практических приложений
(в этом также убеждают и различные публикации), затраты распределяются по
этапам следующим образом: 30 - 40; 40 - 50; 10 - 20. Затраты по каждому
этапу варьируются в некотором диапазоне, но очевидно одно: первые два
этапа являются определяющими.
Если МК или ИП не "окрашен" определенной областью применения (структура
не содержит дополнительных модулей, которые для данной области
"специализируют" ее за счет аппаратной реализации функций, выделенных на
первом этапе), то разработчик реализует этапы в полной мере. Если
структура МК или ИП "начинена" дополнительными модулями, то это не только
упрощает программирование на третьем этапе, но и существенно сокращает
трудоемкость первого и второго этапов. Кроме этого, важно иметь семейство
МК или ИП, программно совместимых, но отличающихся производительностью и
набором периферийных модулей, так как в процессе проектирования, во-
первых, могут измениться критерии и добавиться новые функции, во-вторых,
после первой версии созданной системы, даже если она удачна и
жизнеспособна, как правило, создается более совершенная версия с
расширенными возможностями, в которой учитываются результаты практической
апробации и эксплуатации. Очевидно также, что формализация знаний на
первом этапе (доведение знаний специалистов в конкретной области до
алгоритмических моделей) приобретает направленный характер, если
разработчик ориентируется на компанию, выпускающую многономенклатурную
электронную продукцию, так как сама компания предварительно позиционирует
свои микропроцессорные средства и другие электронные компоненты по
определенным областям с учетом их разрядности, архитектурных
особенностей, программного обеспечения, а главное, своего опыта создания
электронных компонентов под конкретные задачи.
Сложность задач второго этапа также резко снижается за счет наличия в МК
и ИП модулей, аппаратно реализующих алгоритмы типовых функций для тех
задач, на которые он ориентируется. В этом случае разработчик, пользуясь
