SINIRSIZ BİR HIZ

• Haberler ve fuarlar

SINIRS

Motorola 68332:

32-Bit Microcontroller'larda gelecek

şimdiden başlamış bulunuyor: Motorola'nın yeni 68332 entegre devresi türleri arasında şu anda en hızlısı. Bu Chip soluk kesici hızıyla bilgisayar dünyasında gelecek için yepyeni ufuklar açıyor.

Motorola firmasının üretmiş olduğu Microcontroller'lar genellikle çok yönlü ve karmaşık devrelerden oluşmaktadır: örneğin sadece birkaç milimetrekare silisyum üzerinde eksiksiz bir 32-Bit bilgisayar yer almaktadır. Microcontroller'lar bildiğimiz mikroişlemcilerden tamamen farklı olarak kendi içlerinde bir bilgisayar sistemi bulundururlar. Aslında bu yeni Super-Chip ile çok güçlü bir kişisel bilgisayar yapılabilirdi, fakat bu durumda 68332'ye gerçekten yazık olurdu. Onun gerçek kullanım alanı endüstriyel robotların yönlendirilmesi gibi gerçek zamanda gerçekleşmesi gereken işlemlerdir. 68332, bu yüksek hızlı işlem kapasitesi nedeniyle gelecekte uydu aracılığıyla gerçekleşen iletişimde bile kullanılmaya adaydır. Bu alandaki söylentilere göre uydu alıcı-verici cihazı üreten hemen hemen tüm firmalar Motorola'ya sipariş vermişler. Şu ana kadar Intel'den vazgeçmeyen Siemens bile Motorola'nın 32-Bit Microcontroller'ını kullanma aşamasındaymış. Bu Chip'e entegre edilmiş modüllere şöyle bir bakıldığında şu ana dek hiç kullanılmamış yepyeni bir teknik göze çarpmaktadır: Controller'ın merkezinde 68000 serisinden bir mikroişlemci yer almakta. Bu işlemcinin özellikleri 68020'ye çok yakındır. Bildiğiniz gibi 68020 şu anda birçok 16-

Workstation'da kullanılmaktadır ve hiç de küçümsenemeyecek bir sürate sahiptir. Mikroprosesörün hemen yanında ise yine bağımsız bir bilgisayar sistemi olarak çalışabilecek özelliklere sahip bir zaman prosesörü yer almaktadır. Bu zaman prosesörü dış dünya ile bağlantı sırasında mikroişlemcinin yükünü hafifletmektedir. Bu nedenle entegre devre üzerinde işlem belleği olarak tasarlanmış bir 2 Kbyte'lık RAM bulunmaktadır ve ihtiyaca göre bu RAM bir pil ile sürekli olarak beslenebilir. Chip üzerindeki System Integration Module olarak adlandırılan birim programlanabilir Chip-Select sinyali ile periyodik Interrupt kumanda sinyalini üretmekte ve sistemin herhangi bir nedenden dolayı kilitlenmesini önleyecek düzenlemeleri yapmaktadır. 68332 entegre devresi birçok Bus sistemini kapsamaktadır. Bunlar 24-Bit adres Bus'ı, 16-Bit adres Bus'ı, on iki adet programlanabilir Chip-Select hattı ve 7 Interrupt düzleminden oluşan Interrupt-Bus'dır. Ayrıca DMA-Controller gibi harici cihazların doğrudan 68332'nin Bus sistemine bağlanabilmesi için özel kumanda hatları mevcuttur. Aslında 68332 Controller'ın üzerindeki Bus sisteminin 68020 mikroişlemcininki ile büyük benzerliği vardır. Tüm bunların yanında 68332

7 BİR HIZ

Çev.: Anıl

68332 Chip'inin büyütülmüş resminden devrenin karmaşık iç yapısı tanınabilmektedir. Silisyum tabaka üzerinde 32-Bit Mikroişlemci (CPU32), zaman prosesörü (TPU), 2 Kbyte çalışma belleği, Serial Interface (SPI, SCI) ve diğer lojik devreler yer almaktadır.

Controller'ı Motorola 68000 mikroişlemcisinin tüm komutlarını kullanmaktadır. Bunlara ilave olarak 32-Bit sayılar ile çarpma ve 64-Bit sayılarla bölme gibi işlemlerde yer almaktadır. Ayrıca atlama komutlarında ulaşılabilecek uzaklık 16-Bit'lik değerlerden 32-Bit'lik değerlere yükseltilmiştir. Yani geliştirilen “TABLE” emri 68332'nin komut hazinesinin kolayca arttırılmasına olanak sağlamaktadır. Diğer bir deyiş ile bu emir kullanılarak yepyeni fonksiyonlara sahip bir komut zinciri oluşturulabilir. Örneğin karmaşık matematiksel işlemler bu sayede inanılmaz bir hızla gerçekleştirilmektedir. TABLE komutu çağrılırken kullanıcıdan iki veri istenmektedir. Bunlar komut tablosunda kullanılacak olan fonksiyonun hafızada başladığı adres ve sonucun kaydedileceği veri registeridir. Chip'in sistem birimi toplam beş

Gül

TİME

PROCESSOR STANDBY UNIT Bk

INTERMODULE BUS et

FACE

CPua2

SYSTEM

scı

*NEME

Statü registeri de alışılmadık biçimde birçok Flag kapsamaktadır. Bu register System ve User Byte olarak ikiye ayrılır.

31 0 ya DATA, 10's 1— 15 m In A0 E 5 ADDRESS ka — —las vr STACK di I COUNTER.

Yandaki program modeli Microcontroller'ın çok sayıda adres ve data registerini göstermektedir. Ayrıca Vector-Base registeri de bulunmaktadır.

Yanda 68332'nin bellek haritası yer almaktadır. Intel'in aksine Motorola linear bellek kullanmaktadır.

bloktan oluşmaktadır: Takt Synthesizer, harici Bus-Interface, programlanabilir Chip-Select hataları, kilitlenmelere karşı korunma ünitesi ve sistem test modülü. Bunlardan ilki olan Takt Synthesizer prensip olarak klavyeden programlanabilen bir ünite olan PLL (Phase Locked Loop) dan oluşmaktadır. Bir saat kristali tarafından sabitleştirilmiş bir ritim (takt) üretici 32768 Hz'lik bir sinyal gönderilmektedir ve bu sinyal daha sonra PLL tarafından entegrenin gerçek takt frekansı olan 16,77 MHz'e dönüştürülmektedir. Kısaca bu yöntemle bir taşla iki kuş vurulmuş olur: Bir yandan sistemin takt frekansı 100 Hz'lik adımlar şeklinde yazılım ile kontrol edilebilirken diğer yandan da devrede kullanılan kristalin normal kol saatlerinde de kullanıldığı için dayanıklı ve fiyatının çok düşük olmasıdır. 68332 üzerindeki 12 Chip-Select hattı sadece belli hafıza birimlerinin düzenlenmesi görevinde olmayıp adres ve veri yazma-okuma işlemlerini de yönlendirmektedirler. Bir Select hattı ise özellikle Microcontroller'ın Boot edilmesinde kullanılmaktadır. Kısaca TPU (Time Processor Unit) olarak adlandırılan zaman prosesörüne gerçek zamanda gerçekleşmesi gereken işlemlerde önemli görevler düşmektedir. İlk planda 68332-Chip'i üzerindeki mikroişlemci ile dış dünya arasındaki veri aktarımı yüksek hızda gerçekleşmesi zaman prosesörü tarafından sağlanmaktadır. 68332 Microcontroller'ı 16 adet veri giriş-çıkış hattına sahiptir ve bunların hepsi birer Timer kanalı ile donatılmıştır. Bu timer kanalları da ayrıca kendi içlerinde 16-Bit'lik üç register ihtiva etmektedirler. Biraz karmaşık görünen bu yöntemin avantajı ise her veri giriş-çıkış kanalının controller tarafından 16-Bit Timer ile senkronize edilebilmesidir. 16,67 MHz'lik takt frekansı ile zaman prosesörü 68332 Chip'i üzerinde 240 nanosaniyelik bir çözünürlük oluşturmaktadır. Öyle ki bu değer ne kadar karmaşık olursa olsun tüm gerçek zaman işlemlerini gerçekleştirebilecek niteliktedir. Tüm bunların yanında zaman prosesörü 16 Interrupt kanalına ayrı ayrı görevler verilmesini sağlayan “Real Time Task Scheduler” adında bir birime sahiptir. Karmaşık Timer kanallarının amacı zaman alıcı işlemlerin aynı anda

| 68332

68332 68332 68332 68HC000 | 68HC000 68HC000 68HC000 | 68HC11 68HC11, 68HC | 1 Engine Control Lag Filter 2D Table 3D Table Benchmark paralel olarak yürütülmesidir. Motorola firması zaman prosesörünün ROM'unu öyle programlamıştır ki aşağıda sayılan proseslerin tümü aynı anda gerçekleşebilir: Stepper motoru kumandası, açıya bağlı makine kumandaları, periyot düzenlemesi, sayaç kumandası sayılabilecek örneklerden sadece birkaçıdır. Özellikle stepper motorlarının kumandası için zaman prosesörünün ROM'unda özel olarak programlanmış bir fonksiyon mevcuttur ve bu şekilde kullanıcı oldukça kolay bir şekilde bağlanan motorların hızlandırılması veya yavaşlatılmasını sağlayabilir. Bu özellik örneğin seri üretimlerde kullanılan robotların kumanda edilmesinde büyük kolaylık ve sürat sağlamaktadır. İstatistiklere göre son on yıl içinde Motorola hemen hemen 500 milyon 8-Bit Microcontroller üretmiş. Şimdi 90'lı yıllarda 32-Bit Microcontroller'lar kendilerine yeni kullanım sahaları aramaktalar ve birçok alanda şimdiden 8-Bit Controller'ların yerini almış durumdalar.

Benchmark'lar 68332 ile 8-bit Controller'lar arasındaki hız farkını gözler önüne sermektedir.

ZOMBIEBOYS