Jednočipové mikropočítače

Pomocné obvody mP

8243 – expander DIL 24, 4x4 bitové I/O, 3-stavové brány, lze standardně připojit USART 8251
nebo PPI 8255 (programable periferal interface)
6548 – RWM
2716 až 2764 – EPROM – 16KB až 64KB

Vlastnosti 8048 – 8 bit data, 20 000 T, DIL 40, +5V, MOS – HCMOS – maximálně 6, 144 Mhz
- Programovatelná paměť 1KB – adresovaná čítačem instrukcí mC
- Signálem EA=1 (external access) – lze vnitřní paměť programu odpojit a připojit vnější paměť až 4KB
- Datová paměť 64B RWM (lze rozdělit na paměti typu RAM, LIFO(stack-zásobník), FIFO(fronta)
- 3 I/O obousměrné 8bitové porty
- používá se nejčastěji jako vyrovnávací paměť BUFFERS nebo pro řetězené struktury PIPELININGS
- příkon 750 mW
- odběr I v režimu STBY je 15mA uchovává RWM
- řízení generátoru taktovacích impulsů
[ jednočipové mC 8048 čtou dvanáctibitovou adresu v jednom taktu a proto při volání podprogramu ukládají do zásobníku jako návratovou adresu an+2 a současně do 16b zásobníku ukládají i 4 hlavní bity PSW => STACK, takže v podprogr. už není třeba. U jednočipů řady 8048 se zásobník plní zdola nahoru. ]

Jednočipový mP 8051 – 8bit, DIL 40
- v malých aplikacích může nahradit univerzální mP s celou skupinou podpůrných obvodů.

CPU – obsahuje BOOLEANOVSKÝ procesor a má navíc instrukci COMPLEMENT.
MULtiplikation – násobení
DIVide – dělení
BOOLEANOVSKÝ koprocesor – tvoří základ průmyslových automatů označovaných PLC – Programable Logic Control, roboty, manipulátory, logické celky.
INT0 a INT1 – žádost přerušení
SFR – adresy 128-255 – ohromně využívají log. Výkonnost (lepší než 8048 ale i Z80).
TxD – sériový vstup dat (asynchronně), nebo výstup synchronizace pro synchronní přenos.
RxD – sériový výstup dat (asynch.), nebo synch. I/O dat pro synch. přenos.

MCS-96 – je poslední jednočip od INTELU
Firma ATMEL vyrábí jč. Řady 51 technologií HCMOS pod označením AT 89C2051
Jejich další čip: C8252 obsahuje i WATCHDOG
Nejnovější řada jč. ATMEL (mřadičů)
A905 – využití architektury RISC
Další významní výrobci jč. jsou MOTOROLA s jejich 68HC05, 68HC11, 68HC16
Firma MICROCHIP….. PIC16C74 – má navíc na čipu vlastní 8b A/D převodník a 8 multiplexovaných vstupů.
K programování jč. používá překladač A51 nebo vývojové prostrědí.
Používá symboly # (kříž) – uvádí přímí operant (zasunout konkrétní číslo)
@ - (komerční „a“) – uvádí nepřímou adresu
% - označení parametru instrukce – hlavní využití monolitických jč. v průmyslové elektronice: Televizory, Foťáky, Kamery, Tiskárny, Faxy, Měřící přístroje, Regulátory, Auta …
Výhodou CMOS technologie je, že při nečinnosti IDLE MODE lze odběr mC snížit na 1% příkonu bez ztráty dat ve vnitřní RWM – jinak ale CMOS lineárně zvyšuje spotřebu s taktovacím kmitočtem. Např.
80C51 při f = 1,2 Mhz …. 2,4 mA
80C51 při f = 12 Mhz …. 24 mA
80C51 při IDLE …..……. 0,5 mA (udržuje RWM, PSW čítače, generátor CNT, OSC CLK, INT)
SLEEP or POWER DOWN mode … 10mA, 2V (RWM, PSW)

Počítače standardu IBM PC (1974 – IBM PC)
CPU – I8088 … 8bit, 4,77Mhz (Apple 2 Mhz)
IBM PC XT 8086 … 16bit
PC AT 286 – Advanced Technology … 16bit … 6 Mhz – 12 Mhz
386 – DX … 32bit, SX – 16bit, zúžená out data gate pro možnost použití na starších zákl. deskách
U 486tek DX obsahuje matematický koprocesor na rozdíl od typu SX, DX2 – zdvojovač takt.imp. a DX4 – strojovač.
I80486 DX2 / 60 MHz – Pracuje vnitřně 66 MHz … deska 33 MHz
Pentium – 16KB Cache (rychlá vnitřní vyrovnávací paměť)
+2x ALU … výce operací najednou – SUPERSKALÁR + RISC
Pentium MMX – 32KB Cache (+sada multimediálních instrukcí)
Pentium Pro – Spolupráce až 4 mP v jednom serveru
Pentium II (P6) – 333MHz, zákl. deska 66MHz, nebo 450/100, dva čipy v jednom pouzdru (SLOT1) cache L1 = 16KB
L2=512KB
Celeron – Nejlevnější verze (avšak nejpomalejší v plovoucí čárce) je to PII bez cache
Celeron 300 A – 300MHz + 128KB cache
P II Xeon – nejvýkonnější, používá SLOT2 4mP v 1 serveru
Mobile Pentium – pro notebooky – 300MHz, 1,8V, 5W

AMD – Advanced Micro Devices
K5 – podstatně levnější než podobně výkonné Pentium (K5 na 100MHz asi jako Pentium 133MHz
K6 – 300MHz pro desky 66MHz, 3D NOW!, rychlé práce v pohyblivé čárce (3D animace, videosekvence,obdoba MMX)
K7 – ATHLON – 700MHz
Cyrix – Klony IBM – obdobné patentové typy mP Intel od 486 po pentia
MII – obsahuje MMX
Media GX – na čipu obsahuje zvukovou i grafickou akcelerační jednotku.

Napájecí zdroje
Síťově napájecí zdroje – spínané
Jsou podstatně lehčí a účinnější než lineární zdroje se síťovým Transformátorem
Principiální schéma – u starších mainboardů se zdroje připojují přes dva konektory, novější desky jsou ATX

PS_ON – Power switch ON
PW_OK – Power OK – zpětné hlášení
SV_SB – Switch Stand By (STBY)



P8, P9 – namátkou z kontaktů

Ochrana proti přepětí
a) varistory
b) bleskojistky, výbojky
napěťové špičky (SPIKE), napěťové rázy (SURGE)

úspory energie – snížení taktovací frekvence, snižování nebo vypínání napětí (u disků to není dobré), hlavní úspora spočívá ve vypínání monitoru, až 3/2 výkonu celé sestavy.
Nastavení např. v power manegment setupu.
USA – udělují hodnocení agentury pro životní prostředí ENERGY STAR, GREEN POWER
Výce zařízení spojovaných s PC potřebuje dobrou společnou zem

Zálohovací napájecí zdroje

a) SPS (Standby Power Supply) – levnější varianta (tipy)
Náročná instrukce na elektronický výkonový zesilovač

b) UPS – (Uninterubable Power Supply) – vyrábějí se výkonové od 250 W do 3kW. Napřiklad 600 W má 20 kg. V ovládacím programu se nastaví za jak dlouho udělá SHUT DOWN.

UPS – umí udržovat výst. U 230V 50Hz pro PC s přesností na 1 V v širokých mezích síťového U (140 – 300 V) avšak při prudkém výkyvu odběru I. např. při vypnutí a zapnutí monitoru dochází na OUT UPS k poklesu U cca. o 5 – 10V. Někteří výrobci to řeší přemostěním „by pass“ pomocí triaků přímo na síť po dobu impulsního přerušení.
Synusové zdroje – staré SPS záložní zdroje jsou obchodníky někdy označovány nesprávně
UPS Off Line

UPS On Line

Sběrnice mC

1) lokální (propojuje mP s pomocnými obvody na základní desce)
2) Systémová (umožňuje spojení mP s okolím PC, slouží k tomu normalizované konektory (sloty) do kterých lze zasunout rozšiřující desky (karty) umožňující připojení periferního zařízení)
parametry sběrnice –
a) typ mP
b) šířka dat adres
c) řídící kmitočet
d) možnosti provozu (multimastering, bustmastering, superDMA) – sdílení sběrnice a její řízení přídavnými kartami s odlehčením mP.
e) Režim BURST – sdruží data směřující na stejnou adresu a přenese je najednou (zrychlení přenosu)
f) způsob konfigurace přídavných karet 1) ručně (Jumpery, Switche)
2) programově SETUP
3) automaticky PLUG & PLAY
BUS PC – přehled sběrnic
Pro PC XT (1981)
8088 (vnější data 8b, uvnitř rozšířený 16b – taktk. F= 4,77 MHz s Turbo 7,16 MHz
8b data – 20b adres (220 … 1MB paměti) – 1b rozlišovací adresa (MEM nebo I/O)
několik pomocných vodičů pro čtení
napájení +5V, -5V, +12V, -12V, fí1, fí2, refresh + řídící vodiče ( IRQ 2 … IRQ 7 )
IRQ