Внешняя память

Стек МК

В микроконтроллерах ОЗУ данных используется также для организа­ции вызова подпрограмм и обработки прерываний. При этих операциях содержимое программного счетчика и основных регистров (аккумулятор, регистр состояния и другие) сохраняется и затем восстанавливается при возврате к основной программе.

В фон-неймановской архитектуре единая область памяти использует­ся, в том числе, и для реализации стека. При этом снижается производи­тельность устройства, так как одновременный доступ к различным видам памяти невозможен. В частности, при выполнении команды вызова под­программы следующая команда выбирается после того, как в стек будет помещено содержимое программного счетчика.

В гарвардской архитектуре стековые операции производятся в специ­ально выделенной для этой цели памяти. Это означает, что при выполне­нии программы вызова подпрограмм процессор с гарвардской архитекту­рой производит несколько действий одновременно.

Необходимо помнить, что МК обеих архитектур имеют ограниченную емкость памяти для хранения данных. Если в процессоре имеется отдель­ный стек и объем записанных в него данных превышает его емкость, то происходит циклическое изменение содержимого указателя стека, и он начинает ссылаться на ранее заполненную ячейку стека. Это означает, что после слишком большого количества вызовов подпрограмм в стеке ока­жется неправильный адрес возврата. Если МК использует общую область памяти для размещения данных и стека, то существует опасность, что при переполнении стека произойдет запись в область данных либо будет сде­лана попытка записи загружаемых в стек данных в область ПЗУ.

Несмотря на существующую тенденцию по переходу к закрытой архи­тектуре МК, в некоторых случаях возникает необходимость подключения дополнительной внешней памяти (как памяти программ, так и данных).

Если МК содержит специальные аппаратные средства для подключе­ния внешней памяти, то эта операция производится штатным способом (как для МП).

Второй, более универсальный, способ заключается в том, чтобы ис­пользовать порты ввода/вывода для подключения внешней памяти и реа­лизовать обращение к памяти программными средствами. Такой способ позволяет задействовать простые устройства ввода/вывода без реализации сложных шинных интерфейсов, однако приводит k снижению быстродей­ствия системы при обращении к внешней памяти.

Контрольные вопросы