中央處理器外掛程式

中央處理器外掛程式

中央處理器外掛程式,是一種遵循一定規範的應用程式接口用計算機的核心配件編寫出來的程式。

用“052A”微機檢測CDMC一1色譜數據處理機

CDMC一1色譜數據處理機是我所大批量生產的微計算機,為了提高質量,消除人為因素,試驗用微計算機來進行功能測試、精度考核與故障診斷,將敘述052A如何測試CDMC一1機的原理,硬體結構與測試程式的編制。

CPU外掛程式的構成與聯接訊號主要部件

1 、中央處理機CPU- —採用18085,時鐘頻率為2.048MHz。

2 、可改寫唯讀存貯器ROM— 採用12716,5個。總容量為8位x10K位元組。占記憶體空間為0000至27FFH。

3 、隨機存貯器RAM — 採用I 2114,8個。總量為8位x4K位元組,占記憶體空間為4000至4FFH。

4 、雙向數據匯流排緩衝器—採用18216,2個。

5、輸人/輸出口與存貯器選擇器—其作用為把高位地址線解碼形成存貯器片選訊號與輸人/輸出口選擇訊號。

與I/0外掛程式的聯接訊號

1、8位雙向數據匯流排DB~DB

2、輸人/輸出口選擇訊號6個代號為Y~Y(對應的以16 進制表示的口號為48一4D);

3、輸入口讀訊號(IOR)與輸出口寫訊號(IOW)。

測試接口

為了防止被測系統的故障而損壞主控計算機,為了形成必須的控制訊號,重新安排存貯空間,附加上訊息傳送口與訊息回收口,必須加上測試接口。

1、控制訊號的形成

在測試時把被測系統的中央處理器i8085A拔掉,由主控計算機的地址、數據、控制三匯流排組成的插頭插在被測系統i8085A的位置上,這個插頭代替了原被測系統中央處理器的作用,原被測系統的RAM、ROM、I/O口已被主控計算機看作為自己的部件,因此理想的情況是被測系統與主控系統的中央處理器是一樣的,都是8085A,然而只有以8080A作中央處理器的052系列,由於i8080A與i8085A的輸人與輸出腳有較大的區別,因此附加了些邏輯電路,用8080A的訊號轉換成8085A所要求的方式。

2、記憶體貯器空間的重新安排

052A機的ROM區間是0000至13FFH CDMC一1機的區間是0000至27FFH,因此若不加任何措施,在測試時在0000至13FFH區間,可同時選中二個存貯單元,這是絕對不允許的,由於052A機在4000至7FFFH區間是一 個空區間,可以允許CDM一1的存貯器進人,因此用控制隔離門作為控制訊號,在052A機與CDMC一1機的數據匯流排之間加了隔離門,又附加了可預置的反相/同相器。

3、雙向數據匯流排的測試

為了測試CDMC一1機CPU,外掛程式上的雙向數據匯流排的功能在測試接口上加了二組輸人/輸出口,當要檢查CDMC一1數據匯流排的“輸出”功能時,要從052A機數據匯流排輸出一組數據經過CDMC一1機的8085A插座再通過CDMC一1機的數據匯流排,將輸出的數據暫存在“寫暫存器”上,然後052A機再執行輸入指令通過025A數據匯流排讀“ 讀控制門”的內容,再與原輸出的內容比較,檢查兩者是否一致,若要檢查CDMC一1機CPU外掛程式數據匯流排的“讀”功能時先在“寫暫存器 ”置一個內容然後再通過CDMC一1機數據匯流排讀回來。

ARM的攜帶型多參數監護儀

研製的攜帶型多參數監護儀具有外掛程式式結構,體積小、功耗低、功能強。在處理器的選取上上位機中央處理器採用了新型的ARM920T核心處理器,該處理器具有豐富的數字資源,快捷的運算速度,極低的功耗,極大地提高了系統的性能,滿足了攜帶型系統的要求,並且為作業系統架構奠定了基礎。

ARM處理器特點

設計採用了ARM核心的微處理器。首先,系統的具有較大複雜性,並且要具有一定的可擴展性,因而需要集成更多的I/O口和外設;其次,代碼增大需要更多的存儲器(或者說更高的存儲器利用率);對於同一代碼,ARM的RISC特性又使其所需的快閃記憶體空間與常用的8位MCU-8051相比要低的多,與其他8位MCU核心相差無幾。第三,低端ARM晶片與中端16位和高端8位MCU的價格相當,並且仍不斷下降。第四,ARM低功耗、小體積的特點很適合於攜帶型套用。

採用RISC架構的ARM微處理器一般具有如下特點:

(1)體積小、低功耗、低成本、高性能;

(2)支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集,能很好的兼容8位/16位器件;

(3)大量使用暫存器,指令執行速度更快;

(4)大多數數據操作都在暫存器中完成;

(5)定址方式靈活簡單,執行效率高;

(6)指令長度固定。

ARM處理器是向2個發展方向發展的,一方面他向高檔快速單片機發展,典型的晶片44b0x、4510和2104,主要套用領域是簡單的控制方面。這個方面的發展方向其實非常明確,即高集成度高速度兩個特點,這樣的設計有利於控制產品製造綜合成本以及降低項目研發風險。在軟體方面可以採用簡單的嵌入式作業系統如μc-linux,vxworks,μc-osII等等,也可以像單片機一樣進行直接編程使用。

另外一個方面,ARM處理器向桌面計算機功能發展,他的功能和使用更像是一台桌面PC或者更像是一台工控機,具備所有PC機的基本功能。軟體開發方面從表面上看是複雜的多了,但是從實際開發中看是分工更加明確了,這種系統與單片機系統不同,類似與全功能的PC系統,不是簡單的單片機系統。它帶有虛擬記憶體管理模組(MMU),定址範圍得到擴展可以接硬碟這樣的存儲設備。硬體設計相對麻煩,高速設備較多如DDR高速記憶體,USB2.0接口,匯流排速度可以採用133M、266M等。由於有MMU,所以可以完全跑在複雜嵌入式作業系統上如wince,linux等等,但是需要BSP底層軟體支持,類似於PC機的BIOS,需要作業系統的支持。

ARM處理器優勢

ARM7和ARM9是ARM處理器中套用較多、技術成熟的兩大系列ARM晶片。相比較而言,ARM9系列處理器無論從處理速度、外設接口以及套用範圍等方面都更勝一籌。Intel的Xscale系列處理器,雖然各方面性能比較突出,但是其較高的定位,並不適合於大多數套用場合。而ATMEL生產的AT91RM9200處理器,定位於工業過程控制,外設接口不夠齊全。選擇了SAMSUNG的S3C2410X(以下均簡稱2410)作為系統的嵌入式處理器。這是一款以ARM920T為核心的嵌入式處理器,面向低端套用。該晶片具有較高的處理速度,通過內部的鎖相環,最高可在266MHz的系統時鐘下運行。2410核電壓為1.8V供電,外圍I/O口使用3.3V的電壓,具有3種低功耗控制方式,甚至可以把CPU中除了喚醒邏輯之外的所有功能都關閉,極大地降低了功耗。與其他的ARM晶片相比,2410在片上集成了更多外設接口。例如:外部存儲器控制器;LCD,DMA,USB1.1,SD,MMC卡控制器,UART,SPI接口;I2C匯流排控制器和IIS匯流排控制器,PWM定時器,看門狗,117個外部I/O口,24個外部中斷源,ADC和觸控螢幕接口,實時時鐘以及片上PLL的時鐘產生等。使用集成的接口,可方便地進行功能擴展。2410另一個優點是具有小巧的外形,嵌入式套用希望硬體尺寸越小越好2410採取了uBGA封裝,整個晶片大小僅為14mm×14mm,相當於普通人拇指指甲的大小。雖然在如此小的體積上,集成了如此之多的功能,但其價格與普通處理器相當。從各種方面考慮,2410具有極高的性價比以及套用價值,且易於開發和功能擴展,因此很適合作為嵌入式系統的中央處理器。

系統結構

系統以ARM為上位機核心處理器,為了提高多參數監護儀的性能價格比,採用外掛程式式結構,模組通常採用獨立處理器單元,介紹的心電模組,各個模組可以根據需要集成於監護儀中,通過模組自身的處理器預處理信號後送入主機匯流排。外掛程式式監護儀特點是模組化的硬體和軟體便於功能擴展和軟體升級,而且便於修理。外掛程式式監護儀的監測模組及參數的選擇可視臨床需要靈活選擇,由於每個或每組監測參數都有自己獨立的模組,這些模組不僅能在同一監護儀的不同外掛程式位置上任意置換,還能在監護儀間相互置換。整個系統由多個獨立的模組、ARM最小系統、人機互動部分(包括顯示和鍵盤)、聲光報警、擴展存儲器、網路接口和擴展部分組成。

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