o microcontrolador por dentro -...

O Microcontrolador por Dentro

Disciplina: Microprocessadores

Prof. Leandro Israel Pinto

Introdução

Surgimento Aplicações

• O microchip surgiu nos anos 70;

• Hoje há complexos processos de produção;

• Mais tarde surgiram os microcontroladores; – Possuem tudo o que é necessário para um

computador em um único chip;

– CPU, memórias, entradas e saídas e outros periféricos especializados;

– Ideal para aplicações embarcadas: eletrodomésticos, celulares, equipamentos industriais, veículos, etc...

Introdução Arquitetura

Funcionamento do Processador O Microcontrolador

Microcontroladores de 8 bit e Video Games

Aplicações

Surgimento Aplicações

• Dentre as vantagens está a minimização para aplicações específicas:




Arquiteturas Harvard e Von Neumann

Arquiteturas Harvard e Von Neumann Arquitetura Harvard Arquitetura Geral Exemplo Diagrama de Blocos Interno

• Há duas arquiteturas atuais para os processadores:

– Harvard: Memória de dados separada da memória de programa;

• Comum em microcontroladores

– Von Neumann: Memória de dados junto com memória de programa;

• Comum em computadores pessoais;




Arquitetura Harvard

• A arquitetura Harvard permite um aumento de velocidade no processamento através do paralelismo. Por exemplo, como o acesso a memória de programa é separado da memória de dados, a CPU pode armazenar o resultado de uma operação na memória de dados ao mesmo tempo que a próxima instrução é trazida da memória de programa.





Arquitetura Geral

• Microprocessadores são microchips com capacidade computacional que necessitam de periféricos externos.

• São de propósito geral.

Control Bus

Address Bus

Data Bus

Mic

rop

roce

ssad

or

Memory I/O Device

I/O Device





Arquitetura Geral

• DMA (Direct Memory Access) permite que dispositivos IO acessem a memória diretamente, economizando trabalho do processador.

Control Bus

Address Bus

Data Bus

Mic

rop

roce

ssad

or

Memory I/O Device

I/O Device

DMA request

DMA Acknowledgement





Exemplo Diagrama de Blocos Interno





Funcionamento do Processador

• Um caso real: 8086

• https://www.youtube.com/watch?v=NKYgZH7SBjk

• https://www.youtube.com/watch?v=VBDoT8o4q00

• https://books.google.com.br/books?id=oy5sKmBfRIoC&pg=PA1&dq=microprocessor&hl=pt-BR&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=microprocessor&f=false




https://www.youtube.com/watch?v=NKYgZH7SBjk

https://www.youtube.com/watch?v=NKYgZH7SBjk

https://www.youtube.com/watch?v=VBDoT8o4q00

https://www.youtube.com/watch?v=VBDoT8o4q00

https://books.google.com.br/books?id=oy5sKmBfRIoC&pg=PA1&dq=microprocessor&hl=pt-BR&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=microprocessor&f=false






O Microcontrolador

Periféricos de um Microcontrolador Exemplo Arquitetura Interna de um Microcontrolador

• Microcontrolador é uma CPU completa dentro de um único chip.

Control Bus

Address Bus

Data Bus

Mic

rop

roce

ssad

or

Memory I/O Device

I/O Device




Periféricos de um Microcontrolador





Periféricos externos para Microcontroladores

• Relógio RTC (DS1307 e outros); • Conversor USB-SERIAL (FT232RL e

outros); • Chip para Ethernet e/ou Wifi; • Displays (leds, caracter, TFT, touch); • Memória externa; • RF (Rádio); • E muitos outros, só ver na internet!





Exemplo

• Um caso real:

– http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582C.pdf





http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582C.pdf

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582C.pdf

Arquitetura Interna de um Microcontrolador





Ferramentas para Micrcontrolador PIC


PCWHD + IDE $600,00 Versão Free

pRO + IDE $200,00 Versão Free: 2KB

STANDARD + IDE $500,00 Versão Free

Open Source




Ferramentas para Micrcontrolador AVR

• AVR-GCC

• ATMEL Studio

• IAR

• IDE Arduino

• E outros






• Na história dos consoles de videogame, a segunda geração compreende os consoles lançados entre os anos de 1976 e 1984, dentre os quais destacam-se o Atari 2600 e o Magnavox Odyssey². Essa segunda geração tinha aparelhos com processadores de 4 e 8-bit.




Microprocessadores de 8 bit e Video Games





• Também existiam os portáteis;




Referências

• MICROPROCESSORS AND MICROCONTROLLERS: ARCHITECTURE, PROGRAMMING AND SYSTEM

• Microprocessor Theory and Applications with 68000/68020 and Pentium

• Microprocessors, Por D.A.Godse A.P.Godse • http://www.testbench.in/pcie_sys_2.PNG • microcontroller.com • Atmel. ATMEL 8-BIT MICROCONTROLLER

WITH 4/8/16/32KBYTES IN-SYSTEM PROGRAMMABLE FLASH. 2015. http://www.atmel.com/images/Atmel-8271-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega48A-48PA-88A-88PA-168A-168PA-328-328P_datasheet_Complete.pdf

http://www.testbench.in/pcie_sys_2.PNG

http://microcontroller.com/news/Atmel_AVR_XMEGA_B1.asp

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