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可编程芯片,可编程芯片工作原理

来源:连笔字网 2023-12-20 15:01:40 作者:连笔君

可编程芯片工作原理

关于芯片为什么能存东西
首先比如一个128K的存储芯片,它的每一个bit都要有个地址,对应位置存的东西是导通或不导通,也就是0或1。至于怎么能通过程序改变导通状态,最简单的方法就是出厂的时候都导通,将来想让谁不导通给一个高电压把那个存储单元烧坏就好了,这是最早的只能写入一次的存储芯片。后来改用MOS管通过改变浮空栅的电荷,可以反复擦写。

关于单片机怎么能运行程序
单片机看到的程序就是一堆0和1,指令和参数都是混在一起的,需要单片机自己识别。基本就是读一个指令,看看指令有几个参数,再读出那么多参数,然后读下一条指令。单片机都有一个内置的指令集,基本就是汇编语言对应的那几十个,每种单片机都不太一样。单片机里边也有一个小的存储器,启动的时候单片机会从内置存储器的某个地址开始读指令,从哪个地址开始读也是焊在单片机里的。

举个简单例子,比如程序开始地址2000H读出一个字节10101011,一看是GOTO语句,语法规定后边跟GOTO的地址,那就再读出地址比如是2500H,程序就会到2500H读一个字节看是什么指令,一直这样运行下去。

求解答可编程芯片工作原理

简单说说吧,你看了单片机的手机,那你应该知道里面其实分两个部分一部分是可编程的cpu内核,另外一部分就是外围的模块,我想你其实是希望了解这个可编程的cpu内核的部分。我们的c语言经过编译链接以后就变成了010101的序列放到指定的memory地址上去了,可编程芯片上电以后,首先是复位,然后就从0地址开始读取memory的数据,这个数据读进来了以后,芯片的logic其实首先是判断读到的是什么东西,因为我们是一个程序,那么这些程序其实就是汇编的代码,你看芯片的变成手册里面,每一个指令都有对应的机器码。那个机器码就是cpu能识别的东西,我们的每个指令都会变成那些个机器码,然后cpu分析这个机器码,他就知道你的程序是要做什么了。你先看看,如果什么不理解的话,就继续问我吧。

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您所说的我了解。可能我表述的不清楚,其实我想问的是:编程芯片上电以后,如何复位,如何从0地址开始读取memory的数据,这个数据读进来了以后,芯片的logic如何判断读到的是什么东西。这些东西如何在硬件中如何实现,如加法器原理及构造,存储器原理等等。。。如果可以的话,请推荐相关书籍,网站,教程。中英文不限,要详细。
无论如何,都要谢谢您的回答。thank you!

补充

你问的东西分成两个部分,第一个是上电复位的流程,这个的话,芯片里面一般都有一个复位的模块和系统的时钟,然后外面有一个复位的管腿,这个管腿一般都推荐做一个电容+电阻的电路,这样的话,上电以后这个复位的管腿就会完成一个从0到1的变化,因为芯片内部的复位模块和外部的时钟电路在芯片一上电就可以正常工作了,所以复位电路就会利用这个外部的时钟和那个输入的复位的信号,将异步的复位信号变成芯片内部的同步复位信号(异步就是这个信号跟时钟沿是没有关系的,同步就是复位信号在时钟的上升沿后面开始变化)。这个同步复位的信号会送到芯片的各个模块去做上电的复位。
当外部的复位信号变成高,以后复位模块就会完成全部的上电复位,cpu就开始运行了,一般来说cpu跟memory之间都是通过总线来连接的,但是单片机比较简单,所以他的memory就直接跟cpu连一起了,cpu先送地址到memory,然后从memory读出来代码,这个代码就会送到cpu内部来做指令的解码,这个解码其是就是一个大的case阵列,它判断输入的代码符合那个指令的格式,然后执行判断到的那个指令的logic,这个logic其是就是具体的操作了,比如mov #31, R1的话,这个logic就先去外部memory 31地址读取数据,然后将数据送到R1寄存器区。这个操作都是用系统的时钟来完成的,所以我们会发现单片机一个执行指令需要12个时钟周期,其是这些时钟周期就是指令解码并执行需要的时间。

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如果可以的话,请推荐相关书籍。中英文不限。thank you。

CPU为什么可编程?为什么可以处理程序?

简单说一下我的理解,如果你学过微机原理的话,那么会经常看到一个词:可编程接口芯片。芯片只能识别高低电平,而程序的本质是二进制(对高低电平进行了编码),不同的高低电平组合就能驱使芯片实现不同的功能。对于芯片来说,其实就是一个输入,处理,输出的过程。接收的输入是经过编码的二进制,经过内部芯片处理,转化为外部输出。现在的计算机都是冯诺依曼体系结构计算机,也就是我们将预先编号的二进制代码放在某个地方,然后由CPU按顺序去取(输入的过程),CPU内部计算(处理的过程),最后得出结果(输出的过程)。在说的详细一点,这些二进制到底是些什么东西,我们称之为二进制指令,比如加法指令,举个例子,加法指令被编码为00000001,那么当CPU取得该指令,就会执行加法运算。
其实要理解一个程序是怎么运行起来的,需要系统的知识,这个得学过危机原理,操作系统,组成原理,编译原理等知识之后才会有一个完整的认识。

什么是单片机?它和可编程芯片有什么区别?

单片机是一种微型控制器,重点是微型,一个小而完善的计算机系统。单片机也有CPU,RAM,ROM和多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等
单片机就是一种可编程芯片,
可编程芯片还有DSP ARM FPGA ,CPLD

请教一下单片机与可编程逻辑芯片的区别,另外可编程芯片是如何编程?比如 是用什么语言编程

单片机MCU是软编程,可编程逻辑芯片PLD是硬编程。
MCU 中是电路已经固定,它的编程是只能做固有的几十条指令的动作。而且是一条条的执行。
PLD 中电路未定,它的编程是电路的编程,也就是电路模块的设计。模块间是并行式的。
MCU中的资源固定,比如某型号只有一个定时器,一个IO中断。程序只是控制这些。
PLD 中电路未定,想做成几个定时器,或中断,或PWM输出,或别的什么模块。由程序决定。
MCU就像是火车只能在建好的铁轨上跑。
PLD就是飞机可以随便飞。或者说像72变的孙悟空,能变成火车跑,也能变成飞机飞。
PLD VHDL 或Verilog语言编程。

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Vhdl语言?那么对芯片编程时 是将芯片插在一个板子上然后连接电脑来编程吗

补充

芯片是一般是焊接在板子上的,程序在电脑中编译完成后,通过下载线下到板子上的芯片中。

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然后 芯片再拆下来使用吗?

补充

芯片就是焊接在要使用的板子上,然后下载。下载的程序是到另一块ROM芯片中的,不是下载到PLD本身。

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那么另一块rom芯片是可以拆下来使用的? 还有,这个芯片是如何工作?针脚分别有供电的,然后别的是接通别的用电设备比如一个电铃,指令通过时 为电铃通电么?

补充

ROM当然可以拆,使用还是得在板子上。上电时,PLD 会从ROM中读取代码配置自己。针脚有供电的,有输入输出IO口,控制别的设备就是用这些IO口。
首先ROM中不是像MCU一样的指令,而是一些配置信息。PLD中是一个大的电路矩阵,配置信息把这些个电路配置成与门,或门,加法器等等的连接的电路。举个简单的例子:可以把PLD配置出一个非门,把输入口和输出口分别配置在A,B脚上,这样你就可以把它当做一个非门在用,A输入什么,B就输出A的相反电平,这只是个简单的例子,实际可以配置很复杂的电路。

电铃的控件嘛,没错,PLD可以用一个IO做电铃的通电控制口,可以用这个口控制一个继电器或别的什么三极管搭的电路也好,用这个IO的高低来控制电铃的电源的通断。

可编程的集成电路 是什么意思?原理是怎样的?

1、可编程的集成电路有很多种,例如单片机,FPGA....。
2、意思是指可以对集成电路编程,获得我们要求的功能。

可编程单芯片系统,什么是可编程单芯片系统

单芯片采用的是单片机线路设计,双芯片采用的是4069(反相器)和4017(计数器)相配合的线路设计,这两种控制器中的芯片别管是一个还是两个最终都是控制可控硅通断来实现控制闪烁的目的,也就是说能控制多少灯和单、双芯片没有关系,能控制多少灯和可控硅的型号有关,比如可控硅用的是100-6的话最大输出电流是1000毫安,如果用的是606的话最大输出电流是600毫安。
不过从这两种控制器的线路来看我比较赞同单芯片也就是单片机的设计方式,单片机也被称为微控制器(Microcontroller),是因为它最早被用在工业控制领域。单片机是把一个计算机系统集成到一个芯片上,概括的讲:一块芯片就成了一台计算机,它具有体积小、质量轻、外围元件少、工作稳定的特点,单片机是需要程序支持的(就像我们的电脑需要WINDOWS程序才能运行一样),这就要求设计者不但要懂电路设计还要懂程序开发,说到控制器开发者其实可以通过编程实现各种灯光变化效果不仅仅是正反转。
双芯片的设计也很经典,这种形式很常见,但缺点在于不可能有太多变化,外围辅助元件较多,我们知道较多的外围元件意味着产生故障的可能性增加,一个最小的元件故障就会造成问题,元件多焊点也多虚焊的可能性也大。这就像七八十年代生产的收音机和一台最新型的收音机,打开里面看那个元件多看起来更复杂,让你选择你会买哪一个呢……呵呵!电子学早进入集成化时代了,你还会选择分立元件做的产品吗?除非你很怀旧,呵呵!
最后在小侃一点,这两种设计形式我想和设计者的年龄也会有关系,如果设计者在40岁以上他们的设计会采用4069(反相器)和4017(计数器)相配合的线路设计,因为他们很可能没有学习过软件编程。如果是70、80后他们会采用单片机,这样设计比较简练,更能彰显设计个性和目前的科技水平。

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