Bài giảng Hệ thống nhúng

Điều này có thể ảnh hưởng tới hoạt động của cả hệ thống do trong suốt quá trình thực hiện DMA nhóm, CPU sẽ bị khóa quyền truy nhập bộ nhớ và không thể xử lý các nhiệm vụ khá[r]

(1)

Giang Hồng Bắc

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ********

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG

HỆ THỐNG NHÚNG

EMBEDDED SYSTEMS

(2)

Khoa Điện – Điện tử Hệ thống nhúng

2

CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 4

1.1 Các khái niệm hệ nhúng 4

1.2 Đặc điểm công nghệ xu phát triển hệ nhúng 6

1.2.1 Đặc điểm công nghệ

1.2.2 Xu phát triển tăng trưởng hệ nhúng

1.3 Yêu cầu thiết kế hệ thống nhúng 7

1.4 Qui trình phát triển hệ thống nhúng 8

CHƯƠNG CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ NHÚNG 10

2.1 Các thành phần kiến trúc 10

2.1.1 Đơn vị xử lý trung tâm 10

2.1.2 Xung nhịp trạng thái tín hiệu 10

2.1.3 Bus địa liệu điều khiển 11

2.1.4 Bộ nhớ kiến trúc nhớ 12

2.1.5 Ngoại vi 15

2.1.6 Giao diện 27

2.2 Một số phần cứng nhúng thông dụng 31

2.2.1 Chip vi xử lý/ vi điều khiển nhúng 32

2.2.2 Chip DSP 34

2.2.3 PAL 36

2.3 Thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển tốc độ động điện chiều 43

CHƯƠNG LẬP TRÌNH HỆ NHÚNG 44

3.1 Đặc điểm phần mềm nhúng 44

3.2 Biểu diễn số liệu 44

3.2.1 Các hệ thống số 44

3.2.2 Số nguyên 45

3.2.3 Số dấu phảy tĩnh 47

3.2.4 Số dấu phảy động 47

3.2.5 Một số phép tính 49

3.3 Tập lệnh 54

3.3.1 Cấu trúc tập lệnh CISC RISC 54

3.3.2 Định dạng lệnh 56

(3)

3

3.3.4 Nguyên lý thực PIPELINE 59

3.3.5 Harzard 61

3.4 Ngôn ngữ môi trường phát triển 64

3.4.1 Ngôn ngữ 64

3.4.2 Biên dịch 66

3.4.3 Simulator 73

3.4.4 Emulator 73

3.4.5 Thiết kế hệ thống máy tính 74

3.5 Hệ điều hành 76

Bộ nạp khởi tạo (Boot-loader) 77

Các yêu cầu chung 80

3.6 Hệ điều hành thời gian thực 82

3.7 Tác vụ trình (process) 87

3.8 Lập lịch (Scheduling) 88

3.8.1 Các khái niệm 88

3.8.2 Các phương pháp lập lịch phổ biến 90

3.8.3 Kỹ thuật lập lịch 93

(4)

4 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG

Kỷ nguyên công nghệ tiếp tục phát triển không ngừng nhằm thơng minh hóa đại hóa hệ thống Có thể nói đời phát triển hệ nhúng trước tiên phải kể đến đời vi xử lý, vi điều khiển Nó đánh dấu đời Chip vi xử lý 4004 vào năm 1971 cho mục đích tính tốn thương mại cơng ty Busicom sau chắp cánh phát triển vượt bậc INTEL để trở thành siêu xử lý Chip ứng dụng cho PC ngày Thập kỷ 80 coi thời điểm bắt đầu kỷ nguyên bùng nổ thông tin phát triển hệ nhúng Từ khởi nguồn cho sóng đời hàng loạt chủng loại vi xử lý gắn liền hệ nhúng để thâm nhập rộng khắp ứng dụng hàng ngày sống ví dụ thiết bị điện tử sử dụng cho sinh hoạt hàng ngày như: lị vi sóng, TV, tủ lạnh, máy giặt, điều hòa… văn phòng làm việc như: máy fax, máy in, máy điện thoại… vi xử lý phần mềm ngày sử dụng rộng rãi nhiều ứng dụng đa dạng Trong số cịn ứng dụng cho chip bit, 16 bit chủ yếu 32 bit (chiếm khoảng 75%) Gắn với phát triển phần cứng, phần mềm phát triển với tốc độ nhanh khơng thua chí tăng nhanh nhiều theo phát triển hệ nhúng 1.1 Các khái niệm hệ nhúng

Hệ nhúng

Hình 1: vài hình ảnh hệ nhúng

(5)

5 hệ nhúng, ví dụ thiết bị truyền thơng, thiết bị đo lường điều khiển, kể hàng loạt thiết bị hệ thống nhúng tồn quanh ta, chúng hệ nhúng Vậy thực chất hệ nhúng phần hệ thống xử lý thông tin hệ thống lớn, phức hợp độc lập ví dụ ô tô, thiết bị đo lường, điều khiển, truyền thơng thiết bị thơng minh nói chung Chúng tổ hợp phần cứng phần mềm để thực một nhóm chức chuyên biệt cụ thể (trái ngược với máy tính PC mà thường thấy sử dụng cho chức mà nhiều chức chức năng) PC thực chất hệ thống lớn tổ hợp nhiều hệ thống nhúng ví dụ card hình, âm thanh, ổ cứng, bàn phím… Chính điều làm dễ lúng túng hỏi nên hiểu PC, có phải hệ nhúng hay không

Hệ thời gian thực

Trong toán điều khiển ứng dụng hay gặp thuật ngữ ”thời gian thực” Real time có phải thời gian phản ánh độ trung thực thời gian hay không? Thời gian thực có phải hiển thị xác đồng theo nhịp đồng hồ thời gian hay khơng? Khơng hồn tồn vậy! Thực chất theo cách hiểu nói hệ thống kỹ thuật đặc biệt hệ thống yêu cầu khắt khe ràng buộc thời gian, thời gian thực hiểu yêu cầu hệ thống phải đảm bảo thỏa mãn yêu cầu tính tiền định hoạt động hệ thống Tính tiền định nói lên hành vi hệ thống thực theo khung thời gian cho trước hoàn toàn xác định vài giây đến vài nano giây nhỏ Ở phân biệt yếu tố thời gian gắn liền với khái niệm thời gian thực Không phải hệ thống thực nhanh đảm bảo thực tính thời gian thực Hơn nhanh khơng chưa đủ mà phải đảm bảo trì ổn định chế hoạt động tin cậy Chính ví mà hệ thống khơng kiểm sốt hoạt động (bất định) khơng phải hệ thống đảm bảo tính thời gian thực hệ thống đáp ứng nhanh, chí nhanh nhiều so với yêu cầu đặt Một ví dụ tiêu biểu đường truyền thơng liệu qua đường truyền

Hình 1-2: Phân bố quan hệ hệ nhúng & thời gian thực

(6)

6 chế truyền liệu (có thể nhanh chậm có cạnh tranh giao thông đường truyền bị nghẽn)

1.2 Đặc điểm công nghệ xu phát triển hệ nhúng 1.2.1 Đặc điểm công nghệ

Các hệ thống có chung số đặc điểm yêu cầu khả thời gian thực, độ tin cậy, tính độc lập hiệu Một câu hỏi đặt hệ thống nhúng lại phát triển phổ biến cách nhanh chóng Câu trả lời nằm các yêu cầu tăng cường không ngừng ứng dụng công nghiệp Một yêu cầu là:

Khả độc lập thơng minh hóa: điều ghi rõ thơng qua thuộc tính u cầu cụ thể:

- Độ tin cậy

- Khả bảo trì nâng cấp - Sự phổ cập tiện sử dụng - Độ an toàn

Hiệu quả: Yêu cầu thể thông qua số đặc điểm hệ thống sau:

- Năng lượng tiêu thụ

- Kích thước phần cứng phần mềm - Hiệu thời gian thực

- Kích thước khối lượng - Giá thành

Phân hoạch tác vụ chức hóa: Các vi xử lý thực phần điều khiển cho chức thu thập, xử lý hiển thị ô tô hay hệ thống điều khiển trình Khả làm tăng thêm chuyên biệt hóa chức hệ thống lớn dễ dàng cho trình xây dựng, vận hành bảo trì

(7)

7 1.2.2 Xu phát triển tăng trưởng hệ nhúng

Vì phát triển hệ nhúng kết hợp nhuần nhuyễn phần cứng phần mềm cơng nghệ gắng liền với công nghệ kết hợp với giải pháp cho phần cứng mềm Vì tính chun biệt thiết bị /hệ nhúng giới thiệu nên phần cứng chế tạo để ưu tiên đáp ứng cho chức hay nhiệm vụ cụ thể yêu cầu thiết kế đưa

Lớp hệ nhúng ưu tiên phát triển theo tiêu chí kích thước nhỏ gọn, tiêu thụ lượng ít, giá thành thấp Các chip xử lý nhúng cho lớp hệ thống ứng dụng thường u cầu khả tính tốn vừa phải nên hầu hết xây dựng sở đồng xử lý bit- 16 bit 32 bit không hỗ trợ dấu phảy động hạn chế dung lượng khả tính tốn

Lớp hệ nhúng ưu tiên thực thi khả xử lý tính toán với tốc độ cực nhanh Các chip xử lý nhúng cho hệ thống hỗ trợ

1.3 Yêu cầu thiết kế hệ thống nhúng

Với thiết kế hệ thống nhúng, yêu cầu hàng đầu phải tối ưu thông số thiết kế Có nhiều yêu cầu thiết kế người thiết kế phải đưa yêu cầu thiết kế cần phải đạt mục tiêu là: Tối ưu thông số thiết kế đồng thời

Các thông số thiết kế:

 Đặc tính xác định việc thực hệ thống

 Tối ưu thông số thiết kế thách thức chủ yếu thiết kế hệ thống nhúng

 Các thông số chung

 Giá thiết bị: giá thành sản xuất sản phẩm, bao gồm giá NRE

 Giá NRE (Giá kỹ thuật không sử dụng lại): Giá thiết kế hệ thống lần

 Kích thước: khơng gian vật lý yêu cầu hệ thống

 Chất lượng: thời gian làm việc tuổi thọ hệ thống, vv

 Công suất: lượng công suất tiêu thụ hệ thống

 Độ linh hoạt: khả thay đổi chức hệ thống không làm thay đổi giá NRE

 Thời gian thử nghiệm: thời gian cần thiết để chế tạo phiên làm việc

 Thời gian đưa thị trường: thời gian cần thiết để phát triển hệ thống bán tới khách hàng

 Khả bảo trì: khả thay sửa chữa có cố

(8)

Khoa Điện – Điện tử

Yêu cầu kinh nghi

Không đơn m thiết kế phải hiểu nhiều công ngh ứng dụng cụ thể

Hình 1.3 Minh h 1.4 Qui trình phát triể Quá trình phát triển phần (1) Problem specification (2) Tool/chip selection (3) Software plan (4) Device plan (5) Code/debug (6) Test

(7) Integrate

u kinh nghiệm phần cứng phần mềm để tối ưu tr n chuyên gia phần cứng, phần m

u công nghệ khác để lựa chọn cơng ngh

Hình 1.3 Minh họa mối quan hệ thông số thi ển hệ thống nhúng

n mềm nhúng thực theo chu trình sau: ecification

Hệ thống nhúng

8 i ưu trình thiết kế n mềm mà người n công nghệ tốt cho

thiết kế

(9)

(10)

1 CHƯƠNG CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỆ NHÚNG

2.1 Các thành phần kiến trúc 2.1.1 Đơn vị xử lý trung tâm

CPU (central processing unit) đóng vai trị não chịu trách nhiệm thực thi chức đơn vị tính thực lệnh Phần CPU đảm nhiệm chức đơn vị logic tốn học (ALU arthimeic logic unit) Ngồi để hỗ trợ cho hoạt động ALU cịn có thêm số thành phần khác giải mã decoder, sequencer ghi

 Thanh ghi trỏ ngăn xếp - Stack pointer

Thanh ghi lưu trữ địa ngăn xếp Theo nguyên lý giá trị địa chứa gh trỏ ngăn xếp giảm liệu lưu thêm vào ngăn xếp tăng liệu lấy khỏi ngăn xếp

 Thanh ghi số - Index register

Thanh ghi số sử dụng để lưu địa mode địa sử dụng Nó cịn biết tới với tên gọi ghi trỏ hay ghi lựa chọn tệp Microchip

 Thanh ghi địa lệnh / đếm chương trình - Program Counter

Một ghi quan trọng CPU ghi đếm chương trình Thanh ghi đếm chương trình tăng lên Chương trình kết thúc ghi PC có giá trị địa cuối chương trình nằm nhớ chương trình

 Thanh ghi tích lũy - Accumulator

Thanh ghi tích lũy ghi giao tiếp trực tiếp với ALU sử dụng để lưu giữ toán tử kết phép tốn q trình hoạt động ALU

2.1.2 Xung nhịp trạng thái tín hiệu

Trong VXL nói chung hoạt động hệ thống thực đồng dị theo xung nhịp chuẩn Các nhịp lấy trực tiếp gián tiếp từ nguồn xung chuẩn thường mạch tạo xung dao động thạch anh Để mô tả hoạt động hệ thống, tín hiệu liệu điều khiển thường mô tả trạng thái theo giản đồ thời gian mức tín hiệu

(11)

1 khả tương thích sự phối hợp cá thiết bị ghép nối hay mở rộng hệ thống Thông thường thông tin nhịp thời gian hoạt động nhưu đặc tính kỹ thuật chi tiết cung cấp qui đinh nhà chế tao

Một số đặc trưng thời gian trạng thái hoạt động tín hiệu hệ thống gồm có sau:

+ Thời gian tăng giảm + Thời gian trễ lan truyền tín hiệu + Thời gian thiết lập

+ Thời gian giữ

+ Trễ cấm hoạt động trạng thái treo Tri-state + Độ rộng xung

+ Tần số nhịp hoạt động

 Thời gian tăng giảm

Thời gian tăng định nghĩa khoảng thời gian để tín hiệu tăng từ 20% đến 80% mức tín hiệu cần thiết Thời gian giảm khoảng thời gian để tín hiệu giảm từ 80% đến 20% mức tín hiệu cần thiết

 Thời gian trễ lan truyền

Là khoản thời gian tính từ thay đổi tín hiệu vào có thay đổi tín hiệu đầu Đặc tính thường cấu tạo khả truyền dẫn tín hiệu vật lý hệ thống tín hiệu

 Thời gian thiết lập lưu giữ

Khoảng thời gian cần thiết để tín hiệu trích mẫu đạt tới trạng thái ổn định trước xung nhịp chuẩn đồng hồ thay gọi thời gian xác lập Thời gian lưu giữ khoảng thời gian cần thiết để trì tín hiệu trích mẫu ổn định sau xung nhịp chuẩn đồng hồ thay đổi Thực chất khoảng thời gian thiết lập thời gian lưu giữ cần thiết để đảm bảo tín hiệu ghi nhận xác ổn định q trình hoạt động chuyển mức trạng thái

Trong trường hợp hoạt động chuyển trạng thái tín hiệu khơng đồng không đảm bảo thời gian thiết lập lưu giữ dẫn đến ổn định hay khơng xác định mức tín hiệu hệ thống Hiện tượng biết tới với tên gọi metastability

2.1.3 Bus địa liệu điều khiển

(12)

1 khiển Hầu hết vi điều khiển thường đánh địa liệu có độ rộng 16,20,24 32 bit Nếu đánh địa theo byte vi xử lý 16 bit đánh địa chỉ địa tăng dần đến 2N-1 Hiện vi xử lý vi điều khiển nói chung chủ yếu sử dụng phổ biến bus liệu có độ rộng Nếu đánh địa theo byte vi xử lý 16 bit địa 216 khu vực nhớ tức 65536 = 64 Kbyte Tuy nhiên số khu vực nhớ mà CPU truy nhập trực tiếp tới tức phải phải sử dụng nhiều nhịp bus để truy cập, thông thường phải kết hợp với điều khiển phần mềm Kỹ thuật chủ yếu sử dụng để mở rộng nhớ thường biết tới khái niệm đánh địa trang nhớ nhu cầu đánh địa khu vực nhớ vượt phạm vi đánh địa truy nhập trực tiếp

Ví dụ: CPU có 24 bit địa cho phép đánh địa trực tiếp cho 224 byte(16 Mbyte) nhớ CPU80386 loại vi xử lý mạnh có khơng gian địa 32 bit đánh tới 232 GB địa trực tiếp

Bus liệu

Bus liệu kênh truyền tải thông tin theo chiều CPU Tốc độ đường truyền hay trao đổi liệu thương dự tính theo đơn vị byte/s Số lượng đường truyền bit liệu cho phép xác định số lượng bit lưu trữ khu vực tham chiếu trực tiếp Nếu bus liệu có khả thực lần truyền ms, bus liệu bit có băng thơng 1Mb/s, bus 16 bit có băng thơng mb/s bus 32 bit có băng thơng Mb/s Trong trường hợp bus liệu bit với chu kỳ bus T = ms tức truyền 1b/1 chu kỳ truyền Mb 1s hay Mb 2s

Bus điều khiển

Bus điều khiển phục vụ truyền tải thông tin liệu để điều khiển hoạt động hệ thống Thông thường liệu điều khiển bao gồm cá tín hiệu chu kỳ để đồng nhịp chuyển động hoạt động hệ thống Thông thường liệu điều khiển bao gồm tín hiệu chu kỳ để đơng nhịp chuyển động hoạt động hệ thống Bus điều khiển thường điều khiển CPU để đồng hóa nhịp hoạt động liệu trao đổi bus Trong trường hợp vi xử lý sử dụng dồn kênh bus liệu bus địa tức phần toàn bus liệu sử dụng chung chia xẻ với bus địa cần tín hiệu điều khiển để phân nhịp truy nhập cho phép chốt lưu trữ thông tin địa bắt đầu chu kỳ truyền Một ví dụ chu kỳ bus đồng chúng hoạt động hệ thống bus địa liệu dồn kênh Đây hoạt động điển hình họ vi điều khiển 8051 nhiều loại tương tự

2.1.4 Bộ nhớ kiến trúc nhớ

(13)

1 Newmann không phân biệt vùng chứa liệu mã chương trình Cả phương trình liệu truy nhập theo đường Điều cho phép đưa liệu vào vùng mã chương trình ROM, lưu mã chương trình vào vùng liệu RAM thực từ

Kiến trúc Havard tách /phân biệt vùng lưu mã chương trình liệu Mã chương trình lưu thực vùng chứa ROM liệu lưu trao đổi vùng RAM Hầu hết vi xử lý nhúng ngày sử dụng kiến trúc nhớ Havard kiến trúc Havard mở rộng tức nhớ chương trình liệu tách biệt cho phép khả hạn chế để lấy liệu từ vùng mã chương trình Trong kiến trúc nhớ Havard mở rộng tức nhớ chương trình liệu tách biệt cho phép khả hạn chế để lấy liệu từ vùng mã chương trình Trong kiến trúc nhớ Havard mở rộng thường sử dụng số lượng nhỏ trỏ để lấy liệu từ vùng mã chương trình theo cách nhúng vào lệnh tức thời Một số chip vi điều khiển nhúng tiêu biểu sử dụng cấu trúc Havard 8031, PIC, Atmel AVR90S Nếu sử dụng chip 8031 nhận thấy điều thông qua việc truy nhập lấy liệu từ vùng liệu RAM từ mã vùng chương trình Chúng ta có vài trỏ sử dụng để lấy liệu từ nhớ liệu từ nhớ liệu RAM, có trỏ DPTR sử dụng để lấy liệu từ vùng mã chương trình

Ưu điểm bật cấu trúc nhớ Havard so với kiến trúc Von newman có kênh tách biệt để truy nhập vòa vùng nhớ mã chương trình liệu nhờ mà mã chương trình liệu truy nhập đồng thời lam tăng tốc độ luồng trao đổi với vxl

- Bộ nhớ chương trình PROM programme read only memory

- Vùng để lưu trữ mã chương trình Có ba loại nhớ PROM thơng thường sử dụng cho hệ nhúng giới thiệu sau

- EPROM

Bao gồm mảng trnsistor khả trình Mã chương trình ghi trực tiếp vxl đọc để thực EPROM xóa tia cực tím lập trình lại

Bộ nhớ FLASH

Cũng giống EPROM cấu tạo mảng transistor khả trình xóa điện nạp lại chương trình mà khơng cần tách khỏi phần cứng vxl Ưu điểm nhớ flash lập trình trực tiếp mạch cứng mà thực thi

Bộ nhớ liệu RAM

(14)

1 Có loại RAM SRAM DRAM

Hình 2-1: Mơ tả trạng thái tín hiệu logic tăng giảm

Hình 2-2: Cấu trúc phần tử nhớ DRAM

(15)

1 2.1.5 Ngoại vi

Bộ định thời gian/Bộ đếm

Hình 2-4: Bộ định thời/ Bộ đếm bit AVR

Hầu hết chíp vi điều khiển ngày có định thới gian/bộ đếm cấu hình hoạt động linh hoạt theo mode phục vụ nhiều mục đích ứng dụng xử lý, điều khiển Các định thời gian cho phép tạo chuỗi xung ngắt thời gian đếm theo khoảng thời gian lập trình Chúng thường ứng dụng phổ biến nhiệm vụ đếm xung, đo khoảng thời gian kiện, định chu kì thời gian thực thi tác vụ Một ứng dụng quan trọng định thời gian tạo nhịp từ tạo xung thạch anh cho truyền thông dị đa hoạt động Thực chất ứng dụng để thực phép chia tần số Để đạt độ xác, tần số thạch anh thường chọn cho phép chia số nguyên thực xác đảm bảo cho tốc độ truyền thơng liệu tạo xác Chính họ vi điều khiển 80C51 thường hay sử dụng thạch anh có tần số dao động 11.059 thay 12MHz để tạo nhịp hoạt động truyền thông tốc độ chuẩn 9600

Bộ điều khiển ngắt

(16)

1 chương trình (con trỏ lệnh) nội dung ghi lưu liệu điều kiển chương trình nối chung để thực thi chương trình phục vụ tác vụ cho kiện ngắt Thực chất q trình ngắt CPU nhận dạng tín hiệu ngắt, chấp nhận trỏ lệnh chương trình trỏ tới vùng mã chứa chương trình phục vụ tác vụ ngắt Vì ngắt gắn với vector ngăt trỏ lưu thông tin địa vùng nhớ chứa mã chương trinhg phục vụ tác vụ ngắt CPU thực chương trình phục vụ tác vụ ngắt đến gặp lệnh quay trở chương trình trước thời điểm kiện ngắt xảy Có thể phân chia loại nguồn ngắt: Ngắt cứng Ngắt mềm

 Ngắt mềm

Ngắt mềm thực chất thực lời gọi hàm đặc biệt mà kích hoạt nguồn ngắt kiện xuất từ bên chương trình ngoại vi tích hợp Chíp ví dụ ngắt thời gian, ngắt chuyển đổi A/D,…Cơ chế ngắt hiểu loại thực đồng với chương trình kích hoạt thực thi thời điểm xác định chương trình Hàm gọi thực thi chức tương ứng với yêu cầu ngắt Các hàm thường trỏ vector ngắt mà định nghĩa gán cố định nhà sản xuất Chip Ví dụ hệ điều hành PC sử dụng ngắt số 21hex để gán cho ngắt truy nhập đọc liệu từ đĩa cứng xuất liệu máy

in

 Ngắt cứng

Ngắt cứng xem lời gọi hàm đặt biệt nguồn kích hoạt kiện đến từ bên ngồi chương trình thơng qua cấu trúc phần cứng (thường kết nối với giới bên qua chân ngắt) Ngắt cứng thường hiểu hoạt động theo chế dị kiện ngắt kích hoạt từ tín hiệu ngoại vi bên ngồi tương đối độc lập với CPU, thường không xác định thời điểm kích hoạt Khi ngắt cứng kích hoạt CPU nhận dạng thực lời gọi hàm thực thi chức phục vụ kiện ngắt tương ứng

Trong chế ngắt khoảng thời gian từ xuất kiện ngắt (có yêu cầu phục vụ ngắt) tới dịch vụ ngắt thực thi xác định tùy thuộc vào công nghệ phần cứng xử lý Chip

Bộ định thời – Watchdog Timer

(17)

1 chắn hệ thống thực bình thường khơng có cố phần mềm Có số chế thực cài đặt định thời Watchdog để giám sát hoạt động hệ thống sau:

Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động định thời watchdog Bộ điều khiển truy nhập nhớ trực tiếp – DMA

DMA (Direct Memory Access) chế hoạt động cho phép hai hay nhiều vi xử lý ngoại vi chia sẻ bus chung Thiết bị có quyền điều khiển bus tồn quyền truy nhập trao đổi liệu trực tiếp với nhớ hệ thống có vi xử lý Ứng dụng phổ biến DMA chia sẻ nhớ chung hai vi xử lý ngoại vi để truyền liệu trực tiếp thiết bị ngoại vi vào/ra nhớ liệu VXL

(18)

1 Hình 2-6: Nguyên lý hoạt động định thời watchdog timer

DMA chu kỳ đơn nhóm

(19)

1 Hình – : Nhịp hoạt động DMA

Chu kỳ rỗi ( Cycle Stealing)

Trong kiểu DMA thực thời điểm chu kỳ bus mà CPU không sử dụng bus khơng cần thực thủ tục xử lý cấp phát quyền truy nhập thực DMA

(20)

Khoa Điện – Điện tử

thể chia sẻ truyền

thống bus thực ch

dữ liệu truyền khơng DMA yêu c

hiện chậm DMA th khác mà không cần nhu c IC chức chuyên dụ DAC/ADC

Hình

Hình Ví dụ ADC 754A

ữ liệu dải băng thông h n chế xử lý giải yêu cầu truy nhập (Tr

ũng không ảnh hưởng nhiều tới tốc độ truyề c yêu cầu khả điều khiển CPU để

ũng thực có ý nghĩa CPU phải th n nhu cầu truy nhập bus

ụng

Hình – 8: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi DAC

Hình – 9: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi ADC

Hệ thống nhúng

2 i băng thông hẹp Trong nhiều hệ

p (Trọng tài) thông qua ền DMA

ể truyền liệu thực i thực tác vụ

i DAC