Уникальный контроллер от Parallax - P8X32A

вся продукция Parallax

раздел [ микроконтроллеры ]

Компания Parallax укрепила свою невероятную популярность благодаря
 Propeller P8X32A – уникальному микроконтроллеру, разработанному для быстрого выполнения программ во встраиваемых системах с низким энергопотреблением и малыми габаритами. В дополнение к этому, Propeller обеспечивает сочетание гибкости и производительности благодаря своим восьми интегрированным в одном кристалле 32-разрядным ядрам (COG) фон-неймановской архитектуры, которые могут параллельно выполнять независимые или общие задачи, сохраняя простую архитектуру, лёгкую в изучении и применении. Разработка, основанная на микроконтроллере Propeller P8X32A, освобождает разработчиков от сложного системного программирования.

В этой разработке мало общего с привычными микропроцессорами и микроконтроллерами. Каждое 32-разрядное вычислительное ядро называется COG (зуб шестерёнки). Работа всех восьми ядер P8X32A тактируется импульсами одного системного генератора, но при этом каждое ядро может исполнять свою собственную программу. Каждый COG, кроме RAM-памяти общего назначения емкостью 496 32-разрядных слов, содержит 16 регистров специального назначения и множество отображаемых на них периферийных устройств, таких как два управляемых коммуникатора портов ввода/вывода, два универсальных счетчика событий и даже генератор видеосигналов.

Все восемь COG соединены между собой и с двумя подсистемами микроконтроллера четырьмя 32-разрядными шинами: шинами адреса и данных, общей шиной доступа к внешним аппаратным 32 I/O-линиям и отдельной шиной разделения общесистемного счетчика машинных циклов. Посредством этих двух дополнительных шин P8X32A, которые являются общими разделяемыми ресурсами, каждый COG может в любой момент опросить состояние I/O-портов и содержимое счетчика машинных циклов.

Кроме общих разделяемых ресурсов, P8X32A содержит так называемые взаимоисключающие ресурсы, к которым единовременно может осуществляться доступ только одним COG. К ним относятся: 8K слов общей RAM-памяти, и аппаратно реализованные битовые семафоры (locks) для защиты от непредсказуемых результатов одновременного доступа.

Кроме восьми COG, P8X32A содержит общий управляющий механизм – hub (вал), который упорядочивает доступ COG к взаимоисключающим ресурсам на аппаратном и микропрограммном уровне: каждые два такта системной частоты hub последовательно предоставляет каждому COG доступ к взаимоисключающим ресурсам. Это позволяет считать hub сопроцессором каждого вычислительного ядра. Независимо от количества COG, задействованных пользовательской программой в вычислениях, гарантируется стабильный временной интервал доступа к взаимоисключающим ресурсам за 16 тактов системной частоты

Propeller P8X32A имеет уникальную встроенную ROM-память, хранящую прошивки знакогенераторов для генераторов видеосигналов COG, таблицы быстрых аппроксимационных вычислений основных тригонометрических функций и перевода чисел в экспоненциальную форму, программа начальной загрузки и интерпретатор кодов промежуточного представления языка программирования Spin. Программирование микроконтроллера Propeller возможно как на языке высокого уровня Spin, так и на языке низкого уровня (ассемблер). Таким образом, Propeller можно считать функционально завершенной аппаратно-программной платформой для разработки самых разнообразных объектно-ориентированных систем реального времени с мульти-задачной обработкой: формирование видеосигналов, обработка данных с компьютерной мыши и клавиатуры, радиочастотный обмен, управление LCD-дисплеем, шаговыми моторами и датчиками.

Propeller схемотехнически разрабатывался в течение восьми лет с использованием собственного инструментария на основе Altera Stratix и рекомендуется для инженеров с опытом программирования в области проектирования устройств мехатроники, промышленных роботов, сложных роботизированных игрушек, промышленной и домашней автоматизации, компьютерной периферии, систем управления и обработки видеоинформации.

Внимание! Для подробного изучения принципов работы уникального микроконтроллера P8X32A и освоения языка программирования Spin доступны для скачивания русская документация «ИМС Propeller. Руководство по применению. Версия 1.0.» (4.9 Мб). Также свободно доступны бесплатный симулятор Gear ver.1.11.0.0 (118 Кб) и среда разработки Propeller Tool v1.2.5 (11.7 Мб) для ОС Windows.

напряжение питания: 3.3V

внешняя тактовая частота: DC…80MHz

системная тактовая частота: DC…80MHz

внутренний тактовый генератор с внешним кварцевым резонатором 4MHz…8MHz и петлёй PLL

внутренний RC-генератор на 12MHz или 20KHz

64KB общей ёмкости RAM/ROM-памяти: 32KB RAM и 32KB ROM

RAM-память каждого блока COG — 2KB (512x32bit)

организация RAM/ROM-памяти по 32bit (4byte или 32bit)

32 вывода CMOS I/O-линий с входным порогом VDD/2

втекающий/вытекающий ток на каждый I/O-вывод до 30mA (40mA максимум)

втекающий/вытекающий ток на 8 выводов до 100mA

максимальный ток потребления около 70mA: 500uA на MIPS (MIPS = частота в MHz / 4 * число активных COG)

защита I/O-выводов от разрядов статического электричества: до 8kV

гарантированный температурный диапазон: -55°C…+125°C