 |
|
|
|
||||||
مقارنة بين أنواع الأنظمة التى تعمل بالكومبيوتر من حيث : 1- مجموعة التعليمات : CISC and RISC: أى وحدة معالجة مركزية لها مجموعة من التعليمات والتى تتعرف عليها وتستجيب لها . جميع البرامج تبنى بطريقة أو بأخرى من مجموعة التعليمات . ونحن نرغب فى أن يقوم الكومبيوتر بتنفيذ الشفرة ( الكود) بأسرع ما يمكن ولكن كيف نحقق تلك الرغبة . أحدى الطرق هى تصميم وحدة معالجة مركزية بمجموعة تعليمات خاصة وشاذة exotic بمعنى تعليمة خاصة بكل عملية . هذه الطريقة تسمى Complex Instruction Set Computer وإختصارا CISC أى "الكومبيوتر ذو مجموعة تعليمات معقدة ". وهى تحتوى على تعليمات كثيرة ومعقدة مما يؤدى الى بطىء فى التشغيل . الطريقة الثانية هى الحفاظ على وحدة المعالجة المركزية بسيطة جدا واستخدام مجموعة تعليمات محددة . هذه الطريقة تسمى Reduced Instruction Set Computer و إختصارا RISC أى "الكومبيوتر ذو مجموعة تعليمات مخفضة" . وفيها يكون مجموعة التعليمات وبالتالى كل التصميم بسيط ويؤدى إلى سرعة فى التشغيل . وأحد خصائصها أن كل تعليمة تكون محتواه فى كلمة ثنائية binary word هذه الكلمة يجب أن تحمل كل المعلومات المطلوبة بما فى ذلك شفرة التعليمة نفسها بالاضافة إلى إى عنوان أو معلومات مطلوبة . وخاصية أخرى ( تؤكد بساطة هذه الطريقة ) أن كل تعليمة تاخذ نفس الزمن فى التنفيذ . 2- تنظيم ( التعامل مع ) الذاكرة Organising memory للتفاعل مع الذاكرة هناك نوعين من الأرقام يجب الإلمام بهما والتحرك حولهما هما العنوان المطلوب لموقع الذاكرة والبيانات الفعلية المطلوب تداولها فى هذا الموقع . وهما يتصلان بمجموعتين من الناقلات أو الموصلات تسميان ممر العناوين address bus وممر البيانات data bus. يجب التأكد من أن ممرالبيانات وممر العناوين ( أو حتى أى جزء منهما ) يتصل ( يصل ) إلى كل موقع فى الذاكرة . الطريقة البسيطة لتحقيق ذلك مبينة فى الشكل وتسمى طريقة أو بناء فان نيومان Von Neumann وفيها يكون للكومبيوتر ممر واحد للعناوين وممر واحد للبيانات ونفس ممر العناوين وممر البيانات يخدم كل من ذاكرة البرنامج وذاكرة البيانات . وبنفس الطريقة يتصل الدخل و الخرج . أما فى التركيب البنائى المسمى هارفارد Harvard ففيه يكون كل نوع (مساحة) من الذاكرة لها ممر العناوين وممر البيانات الخاصة بها .   بداية الميكروكونترولر : بداية الإنطلاق : فى عام 1960 بدأت الالكترونيات عصرا جديدا باكتشاف المواد شبه الموصلة ومن ثم الترانزستور وسرعان ما تطور إلى الدوائر المتكاملة والمعالجات الدقيقة . فى عام 1971 وبعد ما تطور المعالج الدقيق والذاكرات وأصبح من الممكن تجميع المعالج الدقيق والذاكرات ودوائر الدخل والخرج ودوائر المؤقتات فى شريحة واحدة كان هناك إختياران إما أن نترك الأشياء والمكونات كما هى (منفصلة ) ويكون الأسم كما هو المعالج الدقيق ( كما هو الحال فى الكومبيوتر )أو ندمج الكل معا ونسميه الميكروكونترولر أو المتحكم الدقيق . معظم المتحكمات الدقيقة متشابهة : بمجرد أن نتعلم قيادة السيارة فإنه من السهل التعرف على قيادة معظم السيارات لإنها متشابهة . وجميع المتحكمات الدقيقة بينها تشابه . ولقد تعرفنا على بناء المعالج الدقيق ومن ثم يمكننا التحرك ( الانتقال ) بسهولة الى المتحكم الدقيق . وسوف لا نفاجىء بأن كل المتحكمات الدقيقة متشابة جدا فى أساسها . الأنواع الأكثر إنتشارا واستعمالا من المتحكمات الدقيقة هى ثلاثة انواع (وكل نوع به عائلات منه وكل عائلة بها أفراد) . الميكروكونترولر الأول 8051 وربما الأوسع إستخداما منذ عشرين عاما ومازال يتم تطويره بشركات متعددة ولا توجد دلائل على هبوطه . والميكروكونترولر الثانى هو عائلة AVR المنتجة بمعرفة شركة أتميل Atmel وهى إحدى الشركات الرائدة فى هذا المجال . أما الميكروكونترولر الأخير هو المتحكم الدقيق PIC الذى سنتناوله بالتفصيل . الميكروكونترولر : PIC الميكروكونترولر PIC هو الأختيار الشائع المعتاد للبدء فى مجال الميكروكونترولر. والسبب الأساسى أن شركة ميكروشيب المنتجة له أعتمدت بجدية نظام الكومبيوتر ذو التعليمات المخفضة RISC . كما أن عدد التعليمات 35 تعليمة فقط ( للعائلة الوسطى كما سنرى بالتفصيل ) ويمكن بعدد قليل منها كتابة برنامج يمكن إستخدامه . كما أن كل حركة ( انتقال ) للبيانات تعتمد على مسجل واحد فقط يسمى مسجل العمل ‘W’ اختصارا لكلمة ‘working’ . عائلة الميكروكونترولر PIC : الإختصار PIC فى أغلب المراجع هو إختصار للعبارة Peripheral Interface Controllerأى المتحكم ذو الربط ( الاتصال ) بالمحيط الخارجى . وفى بعض المراجع هو إختصار للعبارة “Programmable Intelligent Computer” أى الكومبيوتر الذكى القابل للبرمجة . وفى البعض الآخر هو إختصار للعبارة “Programmable InterfaceController.” أى المتحكم ذو الربط (الاتصال) القابل للبرمجة . على الرغم من تواجد المئات من الموديلات للميكروكونترولر PIC إلا أنه يمكن تقسيم العائلة الى ثلاث مجموعات رئيسية وهى : 1- مجموعة تعمل بكلمة تعليمة بعرض 12-bit مثال PIC12C508 وتسمى عائلة خط الأساس ‘baseline’ أو العائلة الصغرى . 2- مجموعة تعمل بكلمة تعليمة بعرض 14 – bit مثل (PIC16F84 و PIC16F628 وPIC16F676 وPIC16F877 ) وتسمى العائلة الوسطى “mid-range” أو عائلة المدى الأوسط . 3- مجموعة تعمل بكلمة تعليمة بعرض 16 – bit ( PIC18 ) وتسمى عائلة الخصائص المرتفعة أو ‘high-end’. وسوف نتناول مجموعة العائلة الوسطى بالتفصيل والتى تسمى PICmicro X14 نسبة إلى عدد الخانات (البتات) فى كلمة التعليمة . تم بعد ذلك نذكر الاختلافات مع بقية المجاميع . |
| اعلانات |
|
||||||
|
ثانيا :التركيب البنائى للميكروكونترولر PIC ( العائلة الوسطى PICmicro x14 ) ألخصائص العامة للتركيب البنائى 1- يعتمد الميكروكونترولر PIC فى تركبيه البنائى على نظام الكومبيوتر ذو التعليمات المخفضة RISC . 2- يحقق أكبر قدر من الكفاءة نتيجة إعتماده على التركيب البنائى المسمى هارفارد Harvard حيث يوجد ممرات منفصلة لكل من البيانات والعناوين وكذلك حيزان منفصلان لكل من ذاكرة البرنامج وذاكرة البيانات . 3- يتم تنفيذ التعليمة بما يعرف بطريقة خطوط النقل pipelining مما يعطى سرعة أعلا . 4- تعليماته ذو دورة واحدة : بما يسمح بسرعة عالية فى تنفيذ الكود واستخدام تعليمات ذو كلمة واحدة يحسن الاداء الانتاجى ويخفض من مساحة الذاكرة المطلوبة . 5- يستخدام تعليمة بكلمة كبيرة : وهذا يعطى إمكانية حفظ البيانات من النوع الفورى أو المباشر immediate فى نفس سطر الكود كالتعليمة نفسها والذى يؤدى إلى تخفيض مجموعة التعليمات إلى اقل عدد 6- التعليمات متعامدة ومتماثلة : وهذا يعنى أن لكل مجموعة من التعليمات هناك تعليمة مسح Clear ولكل تعليمة زيادة بواحد Increment يوجد تعليمة إنقاص بواحد Decrement وهكذا . يمكنك اجراء كل التعليمات مع أى من السجلات وبالتالى لا يوجد وظيفة خاصة أو تعليمة خاصة للتعامل مع سجل بعينه . لنتناول هذه الخصائص بشىء من التفصيل : 1- مقارنة بين التركيب البنائى نوع هارفارد والتركيب البنائى نوع فون نيومان(الموجود بالميكروكونترولر ذو ال 8 بت الاخرى ) : التركيب البنائى نوع فون نيومان به حيز واحد فقط لحفظ كل من ذاكرة البرنامج وذاكرة البيانات . وهذا يعنى أن من الضرورى جلب fetch التعليمات والبيانات من نفس حيز الذاكرات . مما يحدد مجال العمل لإنك تستطيع فقط إرسال إما قطعة من البيانات أو تعليمة واحدة فى نفس الوقت . مع التركيب البنائى نوع هارفارد يوجد حيزان منفصلان للذاكرات . حيز للتعليمات ( ذاكرة البرنامج ) وحيز آخر للبيانات ( ذاكرة البيانات ) مما يمكنك من زيادة الطاقة الانتاجية لأنه اثناء جلب التعليمة التالية يمكنك فى نفس الوقت كتابة نتائج التعليمة السابقة . والميزة الاخرى هى : حيث أن الميكروكونترولر نوع 8-bit فإن ذاكرة البيانات تكون بعرض 8-bit ولكن ذاكرة البرنامج يمكن أن تكون بأى عرض نختاره ( لانفصالهما عن بعضهما ) فى التركيب البنائى الحالى فإن ذاكرة البرنامج المستخدمة تكون بعرض12-bit أو 14-bitأو 16-bit . التركيب البنائى الذى سوف نناقشه يستخدم حيز ذاكرة البرنامج بعرض 14-bit . 
|
| اعلانات اضافية ( قم بتسجيل الدخول لاخفائها ) | |
|
|
|
|||||
جزاك الله خيرا
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
