Microcontrollori

Embedded SystemsSono sistemi elettronici che contengono:

microprocessori (MPUs) oppure

microcontrollori (MCUs)

ma che non sono un computer.

I microcontrollori:

sono dappertutto

sono prodotti a miliardi

costano meno di 1 €

Microcontrollori nell’auto

I sistemi elettronici embedded in una Volvo S80 del 1998,

collegati tra loro tramite due reti locali controllate da un

modulo centrale.

La Volkswagen 1600 degli anni70 fu la prima auto ad usare un sistema a microprocessore per

il controllo dell’iniezione del carburante.

Più elettronica che meccanica

L’elettronica costa più dell’acciaio che serve per fabbricare l’auto.

Un modello al top di gamma può impiegarepiù di 100 Microcontrollori.

Microcontrollori nelle scarpe

Il microprocessore incorporato nella scarpa da corsa della ADIDAS

misura la pressione tra il piede dell’atleta ed il terreno 5 milioni di

volte al secondo e cambia continuamente la forma del

plantare per garantire il confort.

Il sistema controlla un motore che accorcia o allunga un cavo

collegato ad un elemento del plantare

Un microprocessoreUn microprocessore consiste in una ALU per svolgereoperazioni aritmetiche e logiche, nei registri, ed in una unità di controllo.

Si interfaccia con il mondo esterno tramite i suoi bus

Cosa manca?

– La memoria

- Le periferiche.

Registri

Unità dicontrollo

Unitàaritmetico

logica

Clock

Microprocessore Controllo

Indirizzi

Dati

Microprocessore - Microcontrollore

Il microcontrollore

ha al suo interno:

un microprocessore

tutta l’elettronica necessaria:

al suo funzionamento

al suo interfacciamentocon il mondo esterno

Architetture

I MC (microcontrollori)

Dual Bus Architecture (Harvard)

RISC (Reduced Instruction Set Computers)

I μP (microprocessori)

Single Bus Architecture (Von Neumann)

CISC (Complex Instruction Set Computers)

Von Neumann Architecture

Le istruzioni e i dati sono nella stessa memoria.

Sullo stesso bus devono transitare istruzioni e dati

Se la CPU usa il bus per i dati non può usarlo per leggere il

programma

Harvard Architecture

Due separate aree di memoria:

una per il programma

una per i dati

I bus sono di dimensioni diverse:

ad 8 bit quello relativo ai dati

di dimensioni maggiore quello per le istruzioni

Instruction Set

E’ l’insieme delle istruzioni che la CPU comprende.

Due strategie di progettazione

La CPU può eseguire solo istruzioni di baseaddizione, sottrazione,

spostamento dati

La CPU può eseguire centinaia di istruzioni

Anche molto complesse

RISC - CISC

Le istruzioni CISC sono talmente complesse che richiedono a volte la esecuzione di un microcodice all’interno della CPU

(sono subroutine)

Il linguaggio dei microcontrollori

I microcontrollori comprendono solo il linguaggio macchina

Ogni istruzione è rappresentata da un codice operativooperation code o più brevemente opcode

composto da 14 bit

00 0001 0000 0000In Binario

100In Esadecimale

Linguaggio Assembler

I codici operativi non hanno senso per

l’uomo

Ad ogni codice operativo viene associata una sigla detta

mnemonico che aiuta a ricordare la

funzione svolta dalla istruzione

CLRW

0 0 00 0 0 0 0 WWCLEAR W REGISTER

Altri linguaggiCompilatori

C Basic

CompilatoreLinguaggio

Il ciclo di sviluppo

Scrivere il codicesource code

Tradurre

Inviare al PIC

Analizzaregli errori