Ebook: Аппаратные и программные средства систем обработки информации на основе ПЛИС и микропроцессоров

Учебное пособие. – Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 2012. – 104 с.С помощью пособия аспирантам предоставляется возможность углубленного изучения технологий разработки аппаратного и программного обеспечения микропроцессорных систем и систем на базе современных программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).
Учебное пособие обеспечивает подготовку по дисциплинам «Технические средства приема, преобразования и передачи информации» и «Программирование ПЛИС и микропроцессоров» образовательных программ аспирантуры по специальности 05.13.05, реализуемых на радиотехническом факультете.Содержание.
Введение.
Современные микроконтроллеры и микропроцессоры.
Микроконтроллеры семейства PIC18FXX фирмы Microchip.
Организация памяти.
Память программ.
Память данных.
FLASH память.
Механизм защиты памяти.
Система команд.
Порты ввода - вывода.
Система прерываний.
Таймеры.
Режим CAPTURE.
Режим COMPARE.
Режим генерации ШИМ.
Синхронный приемопередатчик.
Режим SPI.
Режим I2C.
Режим SLAVE.
Режим MASTER.
Универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик (USART).
Асинхронный режим передачи.
Асинхронный режим приема.
Параллельный интерфейс.
Модуль АЦП.
Особенности PIC - микроконтроллеров.
Синхронизация.
Особенности аппаратного сброса.
Сторожевой таймер.
Модуль LVD (обнаружения низкого напряжения).
Режим пониженного энергопотребления.
Программирование микроконтроллера.
Микроконтроллеры семейства ARM7 фирмы NXP.
Архитектура ARM7TDMI.
Конвейер команд.
Доступ к памяти.
Big-endian формат.
Little-endian формат.
Состояния функционирования.
Набор команд Thumb.
Режимы функционирования процессора.
Регистры состояния ARM.
Пользовательские регистры.
Регистры состояния Thumb.
Исключительные ситуации.
Система команд.
Способы адресации.
Система команд ARM.
Команды ветвления.
Команды пересылки.
Команды обработки данных.
Контроллер векторных прерываний.
Логика запроса прерываний.
Программные прерывания.
Шинная архитектура.
Особенности микроконтроллеров LPC21XX.
Система памяти.
Модуль акселерации памяти (MAM).
Схема ФАПЧ.
Интерфейсы передачи данных.
Интерфейсы RS-232, RS-422, RS-423, RS-485.
Интерфейс CAN.
Основные особенности.
Обработка ошибок.
Типы ошибок.
Состояния узлов.
Формат сообщений.
Структура кадра данных.
Структура кадра удаленного запроса данных (REMOTE FRAME).
Структура кадра ошибки (ERROR FRAME).
Структура кадра перегрузки.
Межкадровый интервал.
Протокол LIN.
Программная реализация.
PROFIBUS.
Особенности:
Принципы операций с маркером.
Современные высокоскоростные интерфейсы.
Элементы схем цифровой и вычислительной техники в системах обработки сигналов.
Архитектура ЦСП.
Запоминающие устройства микропроцессорных систем.
Внутренняя память.
Интерфейс внешней памяти.
Генераторы адреса данных.
Команды перемещения данных.
Программный автомат.
Переходы и управление переходами.
Основы синтеза высокопроизводительных микропроцессорных систем обработки данных.
VLIW - процессоры.
SIMD - системы.
Векторные процессоры.
Мультипроцессорные системы.
Суперскалярный процессор.
Машины, управляемые потоками данных.
Техника разработки устройств управления и обработки данных на базе ПЛИС.
Системы на кристалле JTAG.
ПЛИС фирмы ALTERA.
ПЛИС фирмы XILINX.
Использование языка VHDL.
Синтез автоматов с памятью.
Техника разработки программного обеспечения вычислительных и управляющих систем.
Разработка программ на языке ассемблера.
Программирование на языках высокого уровня.
Этапы создания программы.
Технологии отладки и диагностики программного и аппаратного обеспечения.
Разработка программ, работающих под управлением операционной системы.
Основные понятия, необходимые для использования VDK.
Заключение.
Список литературы.