Transcript 마이크로프로세서 소개자료

AVR & micro-controller
강원대학교
이좌형
마이크로프로세서
• 마이크로프로세서 (micro-processor, -P)
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1971년 Intel 사의 4-bit 4004 모델에서 시작
상대적으로 저가의 digital IC
수학적 계산
정해진 프로그램에 따른 논리 연산 가능
매우 빠른 처리 속도
소프트웨어의 간단한 조작으로 다양한 하드웨어에 적용 가능
오류 검출 및 시스템 진단 가능
마이크로프로세서
• 마이크로프로세서의 기본 구성
– 중앙정보 처리장치 (CPU : Central Processing Unit)
• 명령을 해석하여 데이터 처리를 실행
– 메모리 (Memory)
• 프로그램이나 데이터를 저장
– 입출력 포트 (I/O port)
• 외부 센서 및 액추에어터와의 데이터 송수신을
제어
– 버스 (bus)
• 어드레스 버스
• 데이터 버스
• 컨트롤 버스
CPU
• CPU (Central Processing Unit)
– 프로그램 명령어를 수행
– 데이터 처리 및 디코딩, 메모리로부터의 명령 수행 등
– 연산부
– 제어부
– 레지스터부
– 연산부 (Arithmetic Logical Unit, ALU)
• 데이터의 산술연산이나 논리연산 수행
• 산술 연산 : 이진수들의 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등
• 논리 연산 : AND, OR, NOT 등
– 레지스터 (Resister)
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명령어가 수행되고 있을 때 사용중인 내부 데이터의 일시적 보관
Accumulator
상태 레지스터
프로그램 카운터 레지스터
메모리 번지 레지스터
명령어 레지스터
범용 레지스터
스택 포인터 레지스터 등
그외 I/O, ALU 등에도 조금의 메모리가 있음
– 제어부 (Control unit)
• 시스템 전체의 동작을 제어
• 마이크로프로세서 동작의 타이밍과 순서 결정
• memory로부터 명령어를 가져오고 프로그램을
수행하는데 사용되는 타이밍 신호 발생
• 마이크로프로세서 동작은 주로 control unit의
clock 수로 평가
ex) 80196KC : 16MHz
• 마이크로프로세서 (Micro processor, -P)
– CPU를 한 개의 chip에 집적화시킨 것
• 마이크로 콘트롤러
– 컴퓨터
– 마이크로프로세서에 메모리를 비롯한 여러 입출력들을 하나
의 칩으로 구성한 것
Controller
Data
operator
Microprocessor
Memory
(RAM,ROM)
I/O
마이크로콘트롤러
• AVR micro controller (-C)
– ATMEL 사의 -C
– AVR
• Advanced Virtual RISC
• ATMEL의 창시자인 Alf Egil Bogen + Vegard Wollan
RISC
• 그냥..
– 주요 품목
• Tiny 시리즈 : RAM이 없거나 적은 모델이 대부분이며
핀 수 또한 적어서 간단한 어플리케이션에 적합
• AT90S 시리즈 : RAM의 크기는 보통으로 8051과 비
슷하거나 더 나은 성능을 제공
• Mega 시리즈 : 플래쉬 메모리와 램의 용량이 크고 핀
수 또한 많아서 복잡한 어플리케이션에 적합
• AVR 장점
– C 언어 뿐만 아니라 어셈블러에서도 최적화된 코드
– 일반 프로세서 보다 4~12배 빠르게 동작
– Flash memory와 EEPROM을 내장
• 양산의 편리성과 주변 회로를 최소화
– Enhanced RISC 구조
– 고성능 및 저전력 소비
AVR 특징
• 8 bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) 구조로 명령어가 간
단하며 동작 속도가 빠름
• 1MHz당 약 1MIPS(Million Instruction Per Second)의 성능
• 소비 전력이 적음
• 10 bit ADC 내장 (일부 패밀리)
• 다른 -C에 비해 큰 SRAM
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예) AT90S8515(512B), Mega103(4KB)
• Flash memory의 내장으로 프로그래밍이 용이
• EEPROM을 내장하고 있어서 데이터 백업이 가능
– EEPROM의 크기는 SRAM과 동일
• C언어에 최적화된 설계
– 실제로 칩 설계와 동시에 C 컴파일러를 설계
• UART (비동기 통신), SPI (Serial Periperal Interface), PWM (Pulse
Width Modulation) 등을 내장
• 8비트 및 16비트 타이머를 내장