Introducción a la Automocion Sicuani.pptx

Automotion

1. Microcontroladores en el sector de la Automotion 1 Mg. John Carlos Quispe Chambi

2. 1 - Conceptos Fundamentales Arquitectura Von Neumann Arquitectura Harvard Microprocesadores y Microcontroladores Programación y código máquina 2- El microcontrolador STM32L152Rx Características y Diagrama de Bloques Mapa de Memoria Mapeado de los Periféricos Subsistema de Reloj

3. 1 - Co ncepto s Fun d amentales

4. John Von Neumann, en su artículo del año 1945, definió una computadora de propósito general basada en la idea de programa almacenado Los componentes principales eran: Una memoria principal Almacenaba tanto datos como instrucciones Una unidad de cálculo para operaciones aritméticas y lógicas Lo que se conoce como una ALU Una unidad de control Que interpreta las instrucciones obtenidas de la memoria y las ejecuta Un equipamiento de entrada/salida Para interactuar con el mundo exterior Esto lo plasmó en una máquina denominada IAS ( Institute for Advanced Study machine ) http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores 4

5. Memoria común para datos e instrucciones 1000 palabras de 40 bits Datos: Números binarios con signo Instrucciones: Cada palabra tenía 2 instrucciones de 20 bits Cada instrucción tiene Código de operación de 8 bits Dirección codificada en 12 bits http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 5

6. Registros de la CPU: MBR: Buffer de Memoria MAR: Direccionamiento de Memoria IR: Registro de Instrucción IBR: Buffer del IR PC: Contador de Programa AC: Acumulador MQ: Cociente Multiplicador La comunicación entre registros se hace mediante buses internos Datos Direcciones http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 6

7. El IAS contaba con 21 instrucciones que se podían agrupar en los siguientes tipos: Transferencia de Datos Desvíos Incondicionales Desvíos Condicionales Aritméticas y Lógicas También describió el modo de funcionamiento de la Unidad de Control 1.- La UC captura la instrucción de la memoria 2.- La decodifica 3.- La ejecuta y vuelve al paso 1 para capturar la siguiente instrucción en memoria Es decir, la máquina de Von Neumann seguía una ejecución secuencial de las instrucciones, que se colocaban de forma lineal en la memoria, alterándose dicha linealidad sólo por la existencia de instrucciones de desvíos (condicionales e incondicionales) http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 7

8. Ampliaciones posteriores han dado lugar a dos tipos de arquitecturas: Basada en Acumulador: Es la original de Von Neumann (aunque a día de hoy pueden tener más de un acumulador) Casi toda operación tiene como fuente o como destino el acumulador Basada en Registros: Surge para mejorar prestaciones: Las operaciones entre registros son más rápidas que cuando hay que consultar a memoria Cuantos más registros se tengan, menos accesos a memoria son necesarios en operaciones iterativas Se sustituye el acumulador por un conjunto de registros (su número depende de la CPU concreta) Los registros pueden tener uso indistinto o específico: De Propósito General Sólo de datos De direcciones En algunas arquitecturas se fuerza a que todas las operaciones se hagan sólo entre registros (salvo las de transferencia de datos) http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 8

9. Se elimina el concepto de Memoria Principal. En esta arquitectura existe: Una memoria exclusivamente para datos Una memoria exclusivamente para instrucciones Buses (tanto de datos, como de direcciones) diferenciados para cada una de las memorias Sus números de líneas pueden ser distintos El tamaño de palabra de datos y de instrucciones puede ser distinto La capacidad de las memorias pueden ser distintas http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 9

10. Ventajas: Se incrementa la capacidad de direccionamiento Se pueden adaptar mejor a las necesidades de las aplicaciones objetivo de dicha CPU Se incrementa la fiabilidad de las aplicaciones, por garantía de integridad del código Inconvenientes: Interfaz Externa más compleja y conexionado más amplio Periféricos Entrada / Salida Memoria p r og r ama CPU Me m or i a datos http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 10

11. CPU Periféricos Entrada / Salida Memoria Direcciones Datos (información): Instrucciones / datos (variables y constantes) Control Periféricos Entrada / Salida Memoria p r og r ama CPU Memoria datos Arquitectura von Neumann http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 11 Arquitectura Harvard

12. Un Microprocesador es un circuito integrado que contenga todos los elementos de control de una máquina de calcular: Unidad Aritmética Lógica (ALU) Unidad de Control Registros internos para el flujo por la ruta de datos: PC, IR, MAR, MBR, SR, SP, etc. Un Microcontrolador es un chip que, además de tener un Microprocesador, contiene: Memoria(s) Dispositivos de E/S http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 12

13. Periféricos Entrada / Salida Memoria programa CPU Memor i a datos Microcontrolador Microprocesador v http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 13

14. CPU Juego de Instrucciones Lenguaje C Lenguaje Ensamblador Compilador Ensamblador Idea del Programa L i n k er http://dte.uc3m.es SDBM - Tema 2: Microprocesadores y Microcontroladores (C) Raúl Sánchez Reíllo 14

15. ¿Dónde se utilizan los microcontroladores en el sector de la automocion ? Los microcontroladores se utilizan principalmente para tareas de control y comunicación, hay multitud de aplicaciones en los automóviles que son posibles gracias a los microcontroladores y que pueden implementarse de forma fácil y rentable. Hoy en día, los pequeños microcontroladores (MCU) de 8 o 16 bits se utilizan en numerosas aplicaciones de los vehículos modernos, desde sensores de posición hasta el control del limpiaparabrisas.

16. Microcontrolador Infineon Tricore Una de las familias de microcontroladores de automoción más utilizadas es la familia de dispositivos TriCore . De media, hay al menos un microcontrolador de la familia TriCore en uno de cada dos vehículos . Los microcontroladores basados en TriCore funcionan en las unidades centrales de control de los motores de combustión y las transmisiones, donde controlan la inyección, el encendido o la recirculación de los gases de escape. Cada vez se utilizan más en los accionamientos de vehículos híbridos y eléctricos. Otros campos de aplicación son la dirección eléctrica, los sistemas de frenado y asistencia al conductor y el control del chasis.

17. Depuración de código y programación con microcontroladores TriCore Los programadores flash CYCLONE de PEmicro son potentes herramientas para la programación en circuito, la depuración y la comprobación de microcontroladores (MCU), tanto en modo autónomo como controlados desde un PC. Los programadores de PE Micro son fiables, fáciles de configurar y de usar. Los programadores Cyclone LC Universal y Cyclone FX Universal de PEmicro ofrecen compatibilidad con los dispositivos AUDO ™ TC1xx y AURIX ™ TC2xx y TC3xx TriCore de Infineon , que son ideales para aplicaciones optimizadas de control de motores y tareas de procesamiento de señales. Esto los convierte en la opción preferida para muchas aplicaciones industriales y de automoción. Los dispositivos TriCore se programan a través del puerto A de un programador Cyclone LC Universal o Cyclone FX Universal.

18. Referencias https://evision-webshop.es/blog/microcontroladores-en-el-sector-de-la-automocion?srsltid=AfmBOortMtMNZ2OXpsSxM7Hnb_SuCSJClxMs-a93J7jVvpm5fra1Z8fD