Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
быстрее (на это требуется всего нескольких часов).
Следует отметить некоторые специфические особенности процедуры отладки
проектов, реализующих сложные системы, конструктивно расположенные в
одном кристалле. Специфика состоит в сложности отладки готовых систем,
поскольку увеличение логической мощности проекта сопровождается
уменьшением числа контрольных точек системы (вывод некоторых
промежуточных точек проекта на выходные контакты бывает даже недопустим,
так как может приводить к потере производительности проекта). Поэтому
современной тенденцией является интеграция отладочных средств в состав
целевой системы. Затраты на отладочные средства могут составлять единицы
процентов общих ресурсов БИС, а если при этом используется технология
использования расширенных вариантов интерфейса JTAG, то подобный подход
даже не требует увеличения числа контактов БИС. Более того,
репрограммируемость структуры БИС ПЛ создает предпосылки для разработки
специальных (возможно, в корне отличающихся от исходных) тестовых
конфигу-< раций БИС, ориентированных на контроль и/или настройку
оборудования, расположенного вокруг БИС ПЛ. Другими словами, идеология и
возможности БИС с программируемой структурой приводят к определенным
изменениям не только в процедуре изготовления конечной продукции, но и в
процедуре как комплексной отладки готовой системы, так контроля и отладки
этой продукции даже после завершения процесса проектирования.
835
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МПС
8.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТИПОВОЙ КОНФИГУРАЦИИ МП-СИСТЕМЫ
8.2.1. ТИПОВЫЕ КОНФИГУРАЦИИ МП СИСТЕМ
Методики проектирования/отладки микропроцессорных и микроконтроллерных
систем имеют определенную специфику. В соответствии с названием
микроконтроллерные системы ориентированы на выполнение задач управления
определенными устройствами или их комплексами. Микропроцессорные системы
можно условно разделить на два основных класса: универсальные, которые
используются для решения широкого круга задач обработки информации, v\
управляющие, которые специализируются на решении задач управления
процессами и объектами. Типичными примерами универсальных
микропроцессорных систем являются персональные компьютеры и рабочие
станции, которые применяются в самых различных сферах деятельности.
Управляющие микропроцессорные системы имеют много общего с
микроконтроллерами. Они также содержат различные устройства, расширяющие
возможности процессора для реализации сложных алгоритмов управления. При
этом периферийные устройства, многие из которых располагаются на
кристалле микроконтроллера, в микропроцессорных системах реализуются с
помощью дополнительных микросхем, что повышает их стоимость и снижает
надежность. Разработка интегрированных микропроцессоров, имеющих в своем
составе ряд периферийных устройств, и сложнофункциональных
микроконтроллеров, содержащих высокопроизводительное 32-разрядное
процессорное ядро, приводит к размыванию границы применения управляющих
микропроцессорных и микроконтроллерных систем, постепенному стиранию
функциональных и структурных различий между ними.
Основной особенностью микроконтроллеров является наличие в их составе ПЗУ
(ППЗУ, РППЗУ, ЭСППЗУ, флэш-памяти), в которое записывается резидентная
рабочая программа системы. Разработка, отладка и запись в ПЗУ этой
программы является важнейшей стадией проектирования микроконтроллерных
систем. Записанная в ПЗУ рабочая программа становится составной частью
системы, последующее изменение или коррекция которой обычно нежелательны
или невозможны. При использовании внутреннего ПЗУ возможности внешнего
контроля работы микроконтроллера в процессе отладки очень ограничены.
Поэтому комплексная отладка программного и аппаратного обеспечения
микроконтроллерных систем является достаточно сложной процедурой,
требующей использования специализированных методов и средств контроля.
Данный этап проектирования является также наиболее ответственным, так как
невыявленная ошибка может привести к весьма дорогостоящим последствиям.
Особенностью микропроцессорных систем для ряда областей применения
является необходимость строгого соблюдения определенных норм времени на
выполнение программы или ее отдельных модулей.
В микропроцессорных системах выполняемые модули рабочей программы
загружаются в ОЗУ. Благодаря этому имеется возможность оперативной
коррекции рабочей программы в случае необходимости. В процессе отладки
проектировщик имеет доступ к общей шине, что облегчает текущий контроль
за работой системы. Однако наличие в большинстве современных
микропроцессоров внутренней кэш-памяти ограничивает возможности внешнего
контроля за ходом выполнения программы. Особенно возрастают сложности
отладки при использовании микропроцессоров с суперскалярной структурой, в
которых несколько команд выполняются одновременно и естественная
очередность их выполнения может не соблюдаться. Хотя при проектировании
микропроцессорных систем выполняются практически те же этапы, что и для
