aula1 - sistemas microprocessados

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Programação Distribuída Usando JAVA
*
Microprocessadores
Técnico em Eletroeletrônica
Professor: Gilvan Meireles Segundo
Programação Distribuída Usando JAVA
*
 Ementa
1. Introdução 
2. Análise funcional de microprocessadores
3. Análise operacional de microprocessadores
4. Interligação de memórias
5. Programação Assembly
6. Interfaces de comunicação
7. Circuitos periféricos
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1. INTRODUÇÃO
1.1. Considerações iniciais sistema dedicado  utilização de algum tipo de CPU exclusiva para o controle ou gerenciamento de um sistema, de forma que essa CPU fique transparente para quem utiliza o sistema por ela controlado. microprocessador  processador em um único CI. microcontrolador  CPU + memória + I/O em um único CI, usado para controle.
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1.2. Aplicações
em grande expansão  residenciais, industriais, automotivas e de telecomunicações.
uma estimativa  uma residência típica americana possui 35 produtos baseados em sistemas dedicados. Esse número deverá crescer para 250, nos próximos anos.
fatores motivadores  criar produtos com diferenciação, permitindo a inclusão de melhorias de segurança e de funcionalidade.
imposições de mercado  alguns mercados impõem os sistemas dedicados como um pré-requisito tecnológico.
Programação Distribuída Usando JAVA
*
Continuação:
grande diversidade  calculadoras, sistema de comando por voz, etc.
comunicação  na robótica, p.ex., emprega-se vários sub-sistemas dedicados, trabalhando em conjunto.
uma aplicação especial  coletotes de dados - dimensões físicas reduzidas, baixo consumo e flexibilidade. - chão de fábrica, balões atmosféricos, p. ex.
Programação Distribuída Usando JAVA
*
redução de consumo de recursos naturais: - sistemas de aquecimento modernos - redução de consumo de energia em motores elétricos (dado: 50% de toda eletricidade produzida no planeta é consumida por motores) 
impacto na indústria de software: a proliferação dos sistemas dedicados e o advento da Microsoft são os responsáveis pela retomada de crescimento da indústria de software nos EUAs.
Impacto das aplicações:
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1.3. Evolução dos sistemas dedicados
1a geração: - hardware primitivo (memória e processamento limitados) - interface precária com o usuário (leds e displays 7seg) - sem comunicação com outros sistemas
2a geração: - hardware mais eficiente (memória e velocidade) - interface mais amigável (displays de cristal líquido, outros) - comunicação via interface serial - software é o diferencial (mais funcionalidades, melhor IHM)
3a geração (ainda emergindo): - incorpora as características de H&S dos desktops atuais - 32 bits ou mais, alta capacidade de memória - interface com redes heterogêneas, recursos para DSP 
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1.4. Tipos de sistemas dedicados
escala crescente de miniaturização: - componentes lógicos discretos - uso de microprocessadores - uso de microcontroladores
três categorias: - sistemas embutidos - microcontroladores com memória externa - processadores digitais de sinais
Programação Distribuída Usando JAVA
*
Sistemas embutidos ou auto-contidos
Composição (usual): - uma CPU, memória RAM, algum tipo de ROM - porta serial, portas paralelas, contadores e temporizadores - e um controlador de interrupções
Características (gerais): - amplo conjunto de instruções para manipular bits - acesso diretos aos pinos de e/s - rápido e eficiente sistema de atendimento de interrupções
Alcance: - implementar sistemas de controle a baixo custo
Programação Distribuída Usando JAVA
*
Microcontroladores com memória externa
Composição (usual): - barramento de 16 ou 32 bits - memórias de programa e dados externas - controladores de DMA e de interrupção
Características (gerais): - possuem pouco pinos de e/s - muita memória (mega bytes) - aproveitamento de tecnologias anteriores (8088, Z80, etc)
Alcance: - sistemas de controle de memória de massa, máquinas de diversão, outros
Programação Distribuída Usando JAVA
*
Processadores digitais de sinais
Composição (usual): - multiplicador por hardware - múltiplas unidades de execução - pipeline sofisticado - arquitetura Harvard
Características (gerais): - arquitetura dedicada ao processamento de sinais - altas taxas de processamento (execução em um ciclo)
Alcance: - em expansão (automação, telecomunicações, etc)
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1.5. Arquiteturas de sistemas dedicados
von Neumann: - execução seqüencial de instruções - barramento único para instrução e dados
Harvard: - maior paralelismo - barramentos separados para instrução e dados
CISC x RISC: - o resultado final depende da aplicação - muitos processadores combinam as duas tecnologias
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1.6. Tipos de memórias
ROM
PROM
EPROM
EEPROM
OTP
flash
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1.8. Principais fabricantes
Microcontroladores: - Intel, Motorola, MicroChip, National, Texas, Zilog, Sharp
DSPs: - Texas, Motorola, Analog Device
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1.7. Características
Tecnologia de fabricação  CMOS - baixo consumo - facilidades de fabricação - alta densidade de integração - boa imunidade ao ruído - maior interferência eletromagnética (minimizado por filtros)
Capacidade de memória  a menor possível - memória interna de programa  até 64K (usual) - memória interna de dados  até 1K (usual) - memória externa de dados  até alguns MBytes 
Programação Distribuída Usando JAVA
*
Continuação:
Velocidade de processamento: - de 8 a 20 MHz (usual)
Pinos de E/S  programáveis - até algumas dezenas de bits - interfaces paralela e serial (I2C, SPI, CAN, MicroWire)
Contadores e temporizadores  programáveis - de 1 a 3 conjuntos de registradores (usual) - gerador de PWM (não usual)
Conversores A/D e D/A: - (não usual)
Programação Distribuída Usando JAVA
*
Continuação:
Modo de baixo consumo: - 1A (usual)
Sistemas de segurança (não usual): - sistema de rearme automático (watchdog) - monitor de clock - proteção a baixa tensão (brownout protection) - criptografia e “detonadores”
Ferramentas de software incorporadas (não usual): - monitor residente - interpretador BASIC residente
Programação Distribuída Usando JAVA
*
1.9. Linguagens de programação
Ambiente de programação: - hospedado em outro computador (SW, recursos de I/O, etc)
Características dos programas: - utiliza pouca memória - forte interação com o hardware
Assembly
mov	a,#03h
and	a,b
call	ROT
inc	a
(
Microcontrolador
�