Владимир Филиппович Козаченко , Алексей Сергеевич Анучин , Дмитрий Иванович Алямкин , Александр Александрович Жарков , Максим Михайлович Лашкевич , Дмитрий Игоревич Савкин , Дмитрий Михайлович Шпак - Практический курс микропроцессорной техники на базе процессорных ядер ARM-Cortex-M3/M4/M4F

210
ГЛАВА 12. РАБОТА С БИТОВЫМИ ПЕРЕМЕННЫМИ. РЕАЛИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ
КОНТРОЛЛЕРОВ И ДИСКРЕТНЫХ АВТОМАТОВ ....................................................................... 239
ГЛАВА 13. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ ПАМЯТИ ДАННЫХ И РЕГИСТРОВ
ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ....................................................................................................... 274
ГЛАВА 14. РАБОТА СО СТЕКОМ. ВЛОЖЕННЫЕ ПОДПРОГРАММЫ ..................................... 286
ГЛАВА 15. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ НА ЯЗЫКЕ АССЕМБЛЕРА ТИПОВЫХ
АЛГОРИТМИЧЕСКИХ СТРУКТУР .................................................................................................. 308
ГЛАВА 16. ВВЕДЕНИЕ В ЦИФРОВУЮ ОБРАБОТКУ СИГНАЛОВ ........................................... 340
ГЛАВА 17. КОМАНДЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ................................................ 374
ГЛАВА 18. КОМАНДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ................................... 405
ГЛАВА 19. ВВЕДЕНИЕ В АРИФМЕТИКУ ЧИСЕЛ С ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ ...................... 423
ГЛАВА 20. МОДУЛЬ ПОДДЕРЖКИ ВЫЧИСЛЕНИЙ С ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ FPU .......... 444
ГЛАВА 21. КОМАНДЫ РАБОТЫ С ЧИСЛАМИ В ФОРМАТЕ С ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ ... 462
ГЛАВА 22. ПОДДЕРЖКА ЦИФРОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И ФИЛЬТРАЦИИ С
ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ .................................................................................................................... 501
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ИЛЛЮСТРИРОВАННЫЙ СПРАВОЧНИК ПО СИСТЕМЕ КОМАНД
ПРОЦЕССОРНЫХ ЯДЕР CORTEX-M3/M4/M4F ............................................................................. 538
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРОЕКТЫ ............................................................................................................. 539
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ОТЛАДОЧНЫЙ КОМПЛЕКС VECTORCARD ................................................ 540

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ
ARM-процессоры для встроенного управления
Фирма ARM начала активное проникновение на рынок встраиваемых приложений
и систем управления оборудованием с создания серии специализированных процессоров
на базе ядра Cortex-M. Если процессоры ARM11, Cortex-A9 (семейство Cortex-A) больше
ориентированы на рынок портативных цифровых устройств, таких как мобильные
телефоны, планшеты, игровые приставки, где требуется большая вычислительная
мощность, сравнимая с мощностью процессоров для современных компьютеров, при
малом потреблении, то ядро Cortex-M предназначено для создания микроконтроллеров,
встраиваемых в промышленное оборудование — от преобразователей частоты до роботов
и автоматизированных линий. Третье направление развития процессоров ARM (семейство
Cortex-R) ориентировано на создание высокопроизводительных систем реального
времени для автомобильной промышленности, авиации и других, ответственных,
применений, таких как оборудование энергетики и атомной промышленности.
Семейство Cortex-M появилось как альтернатива большому количеству 8- и 16разрядных микроконтроллеров, присутствующих на рынке, преимуществом которого
является существенный рост производительности вычислительных операций при
сохранении низкого потребления электроэнергии. Типовые применения: управление
силовыми преобразователями и источниками питания, электрическими двигателями,
автомобильной электроникой, бытовыми устройствами, распределенное управление
оборудованием «умных» домов, комплексная автоматизация производственных процессов
и т.д.
На протяжении более чем двух десятилетий на рынке микроконтроллеров
законодателями мод были хорошо известные изделия Intel 8051 и Motorola 68HC11/12/16.
Начиная с 90-х годов значительное развитие получили 16-разрядные микроконтроллеры, в
том числе сигнальные, которые имеют не только высокопроизводительное
вычислительное ядро, но и широкий спектр встроенных на кристалл периферийных
устройств. И вот, наконец-то, пришла очередь 32-разрядных микроконтроллеров
завоевывать этот рынок. Фирма ARM поставила перед собой задачу создать процессорное
ядро, которое одинаково хорошо будет работать и в системе управления холодильником
или компрессором, и в современном мобильном телефоне.
Если тактовые частоты первых процессоров ARM были на уровне нескольких МГц,
то сейчас они возросли на два и более порядка. Это позволило использовать архитектуру
ARM в мобильных телефонах и портативных компьютерах, создав существенную
конкуренцию традиционным производителям микропроцессоров, таким, как Intel.
Оказалось, что мощный 32-разрядный процессор способен эффективно решать
большинство задач, возникающих в сотовой связи — от интерфейса пользователя с
клавиатурой и экраном до мониторинга состояния аккумулятора, декодирования MP3музыки и поддержки компьютерных игр. И все это – при умеренном потреблении энергии.
По сути микропроцессоры ARM7 --">