[마이크로프로세서] Ch.1 마이크로컨트롤러(Introduction to Microcontroller)- 컴도리돌이

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Outline

1.what is Microcontroller?

2.8051 Microcontroller

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what is Microcontroller?

 

 

 

컴퓨터 내부(inside a computer)

 

CPU(Central Processing Unit)

-> 메모리에 저장되어 있는 정보를 실행(process)한다.

 

Memory

-> 정보를 저장한다.

-> 메모리에 랜덤(Random)하게 접근(RAM)

-> 메모리 읽기(ROM)

 

I/O(input/output) devices

-> 모니터, 키보드, 하드 드라이브, CD –ROM, 비디오 카드,... 등등

 

Bus

-> CPU, 메모리 및 I/O 장치를 연결하는 와이어 스트립

 

 

inside computer

 

Microperocessor 

->단일 통합 칩(IC)의 CPU

 

Microcontroller

->마이크로프로세서, RAM, ROM, I/O 포트 및 단일 칩의 타이머(MCU라고도 함)

->일반적으로 범용 마이크로프로세서만큼 강력하지 않음
->낮은 전력 소비량, 작은 크기, 낮은 비용.
->많은 MCU가 애플리케이션별로 다름 (일반용 마이크로프로세서와 대조적으로)

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8051 Microcontroller

 

 

8051

 

8051은 4KB의 프로그램 메모리(Mask ROM), 128바이트의 데이터 메모리(RAM), 16비트 타이머/카운터 2개, 인터럽트 소스 5개, UART 1개를 내장하고 있으며, 최대 64KB의 외부 프로그램 메모리와 최대 64KB의 외부 데이터 메모리를 장착할 수 있는 메모리 공간을 확보하고 있다. 내장된 프로그램 메모리는 한번 기록되면 이후 재 기록할 수 없는 단점이 있으나 저렴하다는 장점이 있기도 하다. 일반적으로 4KB 미만의 프로그램 개발이 완료된 후 대량 생산하는 경우에 적합하다.

 

 

8051 MCU 블록도

 

 

8051의 특징

 

 

 

-> 4K 바이트의 내부 프로그램 메모리(ROM)

-> 128 바이트의 내부 데이터 메모리(RAM)

-> 8비트 단위의 4개의 입출력 포트

-> 4개의 동작 모드로 사용 가능한 2개의 16비트 타이머/ 카운터

-> 전 이중(full duplex) UART(Universal Asynchronous Receiver & Transmitter)

-> 5개의 인터럽트 중 2개의 인터럽트 우선순위 레벨 제어

-> Clock Oscillator 내장

-> 64KB의 프로그램 영역

-> 64KB의 데이터 메모리 영역

-> 제어 응용에 적합한 8비트 원칩 마이크로프로세서

-> 광범위한 비트 로직 부울 프로세스 능력 (강력한 비트 제어)

 

 

8051 MCU family : 8031

->Chip 내부에 ROM을 내장하고 있지 않다.

 

↓시험공부↓

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1.8051 버스(BUS) 3종류의 방향

 

1. 데이터 버스(data bus)-양방향(bidirectional),

->데이터를 보낼 때 사용하는 버스이며, 각종 장치들이 자신들의 데이터를 보내는 만큼, 당연히 서로가 보낼 수 있는 양방향 버스이다.

 

2. 주소 버스(address bus)-단방향(unidirectional),

->중앙 처리 장치가 주소를 지정하면서 보내는 버스이므로 단방향 버스이다. 주소 코드가 만약 n비트이면, 주소 버스는 n개의 회선으로 구성되며, 이에 따라 2^n개의 주소를 지정할 수 있게 된다.

 

3. 제어 버스(control bus)-단방향(undirectional) 또는 양방향(bidirectional)

->중앙처리장치가 메모리나 I/O장치에게 제어 신호를 전송하거나, 혹은 반대로 중앙처리장치에게 어떤 동작을 지시하는 단방향일 수도 있고 양방향일 수도 있는 버스이다. 

 

2. 컴퓨터 시스템에서 "새로운 메모리(NVM-based)"의 두 가지 핵심 특성은 무엇인가?

 

->새로운 메모리는 비휘발성 메모리이며, 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 컴퓨터 메모리이다. DRAM과 다르게 장기간의 영구적 저장공간으로서 이용한다.

 

3. 동일한 외부 클럭 주파수의 서로 다른 8051 호환 프로세서를 두 개 사용할 때 "두 프로세서의 성능이 동일하다"라고 말할 수 있다?

 

->속도, ROM/RAM 크기, 포장, 타이머, I/O 핀, 타이머, 작동 전압 및 기타 주변 장치가 서로 다르기 때문에 클럭 주파수가 같다고 성능이 동일하다고 볼 수 없다.

4. "64비트 폭의 데이터 버스를 이용한 데이터 전송"이 "1비트 폭의 데이터 버스를 이용한 데이터 전송"보다 항상 더 빠른가?

 

->데이터 버스는 폭이 많을수록 CPU 성능이 좋아진다. 그 이유는 64bit는 한 번에 8byte 데이터를 한 번에 보낼 수 있지만 1bit 폭을 가진 버스는 8byte 데이터를 한 번에 보낼 수 없다.

5. "범용적 게이트"의 의미를 설명하고, 2 입력 NOR 관문이 보편적인 게이트임을 증명한다.

 

6. PC(개인용 컴퓨터)를 32비트 시스템에서 64비트 시스템으로 업그레이드할 때 어떤 버스가 데이터, 주소 및 제어 버스 중에서 성능 향상에 가장 중요한 요소 이유를 설명하라. (이것 8051 시스템만을 위한 것이 아니라, 일반적인 PC를 위한 것이다.)

 

->주소 버스 : 시스템 업그레이드 시 가장 느린 것부터(하드 -> DRAM -> CPU ) 업그레이드해야 한다. 즉 메모리에 데이터를 빠르게 올리는 것이 중요하다. 

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