Depanarea și programarea microsistemelor cu MCU ARM Freescale - Interfața JTAG

ISTORIC

Privind evoluția istorică a operației de comandă a unui proces putem contura imaginea unui microcontroller (MC - se va folosi în continuare această prescurtare pentru a numi un microcontroller). Un controller este un sistem folosit pentru a comanda și a prelua stări de la un proces sau un aspect al mediului înconjurător. La început un controller era un echipament de mari dimensiuni. După apariția microprocesoarelor dimensiunile controller-elor s-au redus.

Procesul de miniaturizare a continuat, toate componentele necesare unui controller au fost integrate pe același chip. S-a născut astfel calculatorul pe un singur chip specializat pentru implementarea operațiilor de control; acesta este microcontroller-ul. Un microcontroller este un circuit realizat pe un singur chip care conține tipic:

- unitatea centrală;

- generatorul de tact (la care trebuie adăugat din exterior un cristal de cuarț sau în aplicații mai puțin pretențioase, un circuit RC);

- memoria volatilă (RAM);

- memoria nevolatilă (ROM/PROM/EPROM/EEPROM);

- dispozitive I/O seriale și paralele;

- controller de întreruperi, controller DMA, numărătoare/temporizatoare (timers), covertoare A/D și D/A, etc.;

- periferice

Prețul unui MC este redus din cauza cantităților mari în care se fabrică. Prețul mic al MC aduce cu sine și micșorarea prețului sistemelor de control (se micșorează inclusiv costul proiectării).

Diferențele dintre microprocesor și unitatea centrală a MC se atenuează în timp. Astfel, marii constructori de procesoare au realizat niște circuite care s-ar putea numi super-microcontroller-e, așa cum sunt Motorola 68EC300, INTEL 386EX sau IBM PowerPC 403GB, care sunt microcalculatoare pe un singur chip.

Cu un MC se poate realiza un controller integrat (Embedded Controller, EC). Un controller integrat face parte dintr-un sistem construit cu un anumit scop, altul decât calcule generale. Pe lângă MC, un controller integrat are nevoie de hardware suplimentar pentru a-și îndeplini funcția. Importanța MC este dovedită incontestabil de piața care este în continuă creștere. Astfel, evoluția vânzărilor de MC în lume se reflrctă în tabelele 1.1 și 1.2.

Principalii producători de microprocesoare au realizat în 1994 și 1995 următoarele cifre de afaceri (tabelul 1.3).

SCHEMA BLOC GENERALĂ

Vom defini un microcontroller pornind de la o reprezentare simplificată a sa în interacțiune cu mediul (figura 1.1).

Ca intrări se folosesc de regulă semnale provenind de la comutatoarele individuale sau de la traductoare (de temperatură, de presiune, foto, traductoare specializate). Intrările pot fi digitale sau analogice. Intrările digitale vehiculează semnale discrete, informația "citită" fiind informația ce se eșantionează la momentul citirii liniei respective. Intrările analogice vehiculează informații exprimabile prin funcții continue de timp. "Citirea" acestora de către microcontroller presupune prezența unor circuite capabile să prelucreze aceste informații, fie comparatoare analogice, fie convertoare analog-numerice, ale căror ieșiri sunt citite de către MC

. Ieșirile sunt fie analogice, caz în care reprezintă de fapt ieșiri ale convertoarelor numeric-analogice, fie sunt digitale, caz în care informația este în general memorată pe acestea până la o nouă scriere operată de către UC la un port al MC. Ieșirile pot comanda dispozitive de afișare, relee, motoare, difuzoare, etc.

O structură mai detaliată, care include blocurile principale, este reprezentată în figura 1.2.