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Chapter 1
Microcomputer-Based Systems
KyungHee Univ.
1-0
2학기 교육 목표
 컴퓨터 시스템(Microprocessor)의 이해
• Assembly Language Program
 Assembler Instructions은 1대 1로 Machine Instruction에 대응
 Embedded System 개발 환경의 이해와 활용
• IDE : Integrated Development Environment(AvrStudio 4)
• IDE(AvrStudio 6.1) : 인터넷 강의 자료를 참고 하기 바람.
 RTOS(Real Time Operating System)의 이해
• FreeRTOS Porting
• RTOS 환경에서 Embedded System 응용 장치 개발 능력 배양
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전기공학
 전기 에너지의 이용
• 에너지 변환
 물리, 화학적 에너지 ↔ 전기 에너지
 전기 에너지 ↔ 운동, 열 에너지
• 에너지 전송 : 송,배전
• 전기 에너지의 저장
전자공학
 신호 및 정보 처리(장치, 방법)
• 신호 : 주변의 상태와 구분하여 인지 할 수 있는 변동
•신호는 정보를 포함(표현) 할 수 있다.
• 정보 : 체계화된 의미 있는 자료(데이터)
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신호 및 정보처리 기술
 Analog 방식의 신호처리
• 증폭기, 변복조기, 미분기, 적분기, 저장 등
물리적인 량
전기 신호
물리적인 량
전기 신호
Analog
신호 처리
 Digital 방식의 신호 처리
• 디지털 시스템( 컴퓨터, 디지털 필터 등) 이용
• A/D, D/A 변환기 이용
물리적인 량
전기 신호
A/D 변환
Digital
신호 처리
물리적인 량
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전기 신호
D/A 변환
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컴퓨터 시스템의 기본 구성 요소
Microprocessor
Embedded
Microcomputer System
ROM
Input
Port
Interface
Circuit
Physical
Device
RAM
Output
Port
Interface
Circuit
Physical
Device
Address
Bus
Data Control
Bus
Bus
Embedded Microcomputer System?
컴퓨터 시스템의 기본 요소를 하나의 칩에 집적 하여 최소의 외부 회로만을
연결하여 각종 장치를 제어하기에 적합하도록 구성된 마이크로 컴퓨터 시스템
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Embedded System의 특징
 미리 정해진(제품의) 기능을 효과적으로 수행한다.
• 이용자가 다른 프로그램을 수행 하지 못한다.
• I/O Port는 특별한 기능 수행을 위하여 장치에 고정된다.
 대부분 Real Time System으로 운용 된다.
 소비전력, 메모리 등이 제한된 기능에 최적화 되어 있다.
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Table 1.2 Embedded system application
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AVR 개발 환경
개발용 컴퓨터
Serial 통신
 IDE : Integrated Development
Environment(AvrStudio 4)
 Source Program 작성
 Cross Compile(C, Assembler)
 GNU C Compiler
 Simulation
 Debugging
 Down Loader(Chip45boot2 GUI)
 Binary File (Hex
Format)을 Target Board에
Down Loading
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Embedded
Microcomputer
System
 Embedded Microcomputer
 ATmega128 Microcontroller
 32 x 8 General Purpose
Working Registers
 128K Bytes Flash Memory
 4K Bytes Internal SRAM
 53 Programmable I/O Lines
 기타 다양한 내장 Peripheral
 Bootloader
 Boot Memory 영역에 위치 :
개발 시스템(PC)과 AVR
Embedded System 사이에
통신 기능을 수행
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Microprocessor
Rg Transfer Level에서 디지털 시스템의 동작 기술
 데이터 전달 및 저장 기능 : Accumulator, Register , Memory
•D← S
 Function : Combinational Logic
• and, or ,xor, add 등
 Binary Operation
• D ← Op1 function OP2
Tristate Gate
Enable
Vin
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Vout
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Rg Transfer Level에서 Microprocessor 예
 Accumulator Machine
AC
B
Memory
I/O Port
Bus Interface
A
ALU
 Operation 예( A Rg ← A Rg + B Rg )
• AC ← B Rg
• AC ← AC + A Rg
• A Rg ← AC
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Rg Transfer Level에서 Microprocessor 예
 Register Machine
I/O Port
Memory
B
A
ALU
Bus Interface
 Operation 예( A Rg ← A Rg + B Rg )
•A Rg ← A Rg + B Rg
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AVR Core Diagram(Harvard Architecture)
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기억장치의 계층 구조
 Accumulator
 Register
 Memory
• RAM, ROM, Cache Memory 등
 외부기억 장치
• 하드 디스크, CD 등
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I/O Port 제어 방식에 따른 I/O Map 구분
 Memory-mapped I/O
• Memory Address 공간 의 일부를 I/O Port 에 할당 한다.
• Memory Data Transfer 명령을 사용 한다.
 Isolated I/O( I/O Mapped I/O)
• 별도의 I/O Map 공간을 갖는 다.
• 별도의 I/O 명령을 갖는다.
I/O Adress
Memory
Address
Memory
Adress
I/O Address
Memory-mapped I/O
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Isolated I/O
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Digital Representation of Character
 Standard ASCII Code
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 Standard ASCII Code
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 Standard ASCII Code
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 Standard ASCII Code
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Digital Representation of Number
 8-Bit Binary Format
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b4
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b2
b1
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 16-Bit Binary Format
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b13
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b2
b1
b0
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b2
b1
b0
 32-Bit Binary Format
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b30
b29
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32Bits 정수를 Little Endian으로 저장한 경우 예
Higherr Byte Address
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Lower Byte Address
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32Bits 정수를 Big Endian으로 저장한 경우 예
Higherr Byte Address
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Lower Byte Address
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