Современные информационные технологии/1.Компьютерная  инженерия

к.т.н. Лукашенко А.Г.*, д.т.н., профессор Лукашенко В.М.**, Юпин Р.Е.**, аспирант Лукашенко Д.А.*, магистр Лукашенко В.А.*

* Институт электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины

**Черкасский государственный технологический университет

КЛАССИФИКАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Актуальность. Микроконтроллер – микропроцессорная БИС, специально предназначена для использования в управляющих устройствах, системах передачи данных и системах управления технологическими процессами. Обычная микросхема микроконтроллера имеет разрядность слова и богатый набор команд манипулирования отдельными битами, но не способна реализовывать некоторые арифметические и строковые операции, характерные для универсальных микропроцессоров [1, …, 5]. МК посвящено ряд научно- практичных работ таких ученых как: S. Muller, А.В. Евстигнеев, В.М. Локазюк, В.В. Корнеев, Н.П. Бабич, И.А. Жуков, А.В. Кисилев, В.М. Спивак, А.А. Зори, Ю.И. Якименко. Однако вопросам систематизации МК уделено внимания недостаточно. Большое разнообразие современных микропроцессорных систем, в том числе и МК ставит задачу их систематизации. Поэтому задача построения схемы классификации МК является актуальной.

Известно, что классификация облегчает изучение предмета исследования, упорядочивает терминологию, позволяет определить некоторые зависимости. Классификация содействует движению науки и техники со ступени эвристического накопления знаний на уровень теоретического синтеза и системного подхода. Разработка схем классификации является научной и экономически важной задачей [6].

Целью работы является систематизация современных МК по морфоструктурам, позволяющая ускорить процесс определения СМК с высокой эксплуатационной технологичностью в формате критериев: «качество – время – затраты».

Решение проблемной задачи

Для выполнения поставленной цели необходимо построить классификационную схему современных МК.

Классификация МК является одной из базовых классических задач, которая позволяет:

· систематизировать знания о современных МК;

· оптимизировать выбор наиболее подходящего МК для конкретной задачи;

· определить тенденцию усовершенствования существующих моделей МК.

Современные МК можно систематизировать по-разному, одна из возможных схем классификации представлена на рис. 1.

Анализ классификационной схемы показывает, что одним из основных признаков МК является архитектура, которая разделяет их на универсальные и специализированные c Принстонской и Гарвардской организацией памяти программ и данных [4, …, 6]

Специализированные МК (СМК) по типу обрабатываемых данных отличаются расширенными возможностями, они позволяют работать с сигналами, представленными в цифровой, аналоговой и гибридной (аналогово-цифровой) формах.

Учитывая, что аналоговая обработка данных на порядок быстрее выполняется по сравнению с цифровой обработкой при одинаковых тактовых частотах, но менее точная, то имеется возможность использовать СМК для представления данных с различной формой сигнала. [3, 6].

Отличительной особенностью СМК с Гарвардской архитектурой является параллельная выборка команд и данных, многомагистральность, многоядерность, наличие RISC, VLIW, EPIC структуры с разрядностью данных до 32 бит [1].

Выводы

1. Проведен анализ существующих МК, построена классификационная схема современных МК, показаны взаимосвязи признаков Принстонской и Гарвардской архитектуры.

2. Выявлено, что СМК с Гарвардской архитектурой может быть построен с повышенной производительностью, надежностью, быстродействием, точностью и с расширенными функциональными возможностями.

3. Приведенная систематизация СМК по основным признакам обеспечивает выбор микроконтроллеров с высокой эксплуатационной технологичностью в формате критериев: «качество – время – затраты», что обеспечивает высокую конкурентоспособность на рынке сбыта.

В дальнейшем целесообразно рассматривать качественные характеристики СМК различных фирм изготовителей.

Литература:

1. ИМС Propeller Руководство по применению / http://www.kosmodrom.com.ua/data/PM-v1.0-RUS-v1.0.pdf

2. Локазюк В.М. Мікропроцесори та мікроЕОМ у виробничих системах: Посібник. – К.: Видавничий центр «Академія», 2002. – 368 с.

3. Евстигнеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Classic фирмы «ATMEL». – М.: ДОДЭКА-ХХІ, 2002. – 228 с.

4. Критерии сравнения типов микроконтроллеров различных фирм [Электронный ресурс] / http://gete.ru/page_119.html.

5. Схемотехніка електронних систем: У 3 кн. Кн. 3. Мікропроцесорі та мікроконтролери: Підручник / В.І. Бойко, А.М. Гуржій, В.Я. Жуйков та ін. – 2-ге вид., допов. і переробл. – К.: Вища шк., 2004. – 399 с.

6. Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях. М.: Радио и связь,1989. -224 с.

Рисунок 1 – Классификационная схема современных микроконтроллеров