# Systemy wbudowane i mikroprocesory

**1. Zasady zaliczenia**

**2. Tematyka**
**Mikroprocesory**
* Historia i rozwój mikroprocesorów
* Architektury mikroprocesorów
* Rodziny mikroprocesorów:
* Architektury INTEL/AMD
* Architektury RISC
* Sposoby na zwiększenie wydajności mikroprocesorów

**Mikrokontrolery**
* Systemy wbudowane
* Mikrokontrolery typu PIC - Microchip
* Architektura 8-bitowego rdzenia
* Rodziny architektur
* Lista instrukcji
* Orgranizacja i dostęp do pamięci
* Interfejsy wejścia wyjścia

**3. Literartura**
* Stansław Pietraszek, "Mikroprocesory jednoukładowe PIC", Helion 2002.
* Tomasz Jabłoński, Krzysztof Pławsiuk, " Programowanie mikrokontrolerów PIC w języku C", BTC 2005.
* Tomasz Francuz, "Język C dla mikrokontrolerów AVR, od podstaw do zaawansowanych aplikacji", Helion 2011.
* Rafał Baranowski, "Mikrokontrolery AVR ATmega w praktyce", BTC 2005.
* Simon Monk, "Arduino dla początkujących. Podstawy i szkice. Wydanie II", Helion 2018.
* Jeremy Blum, "Odkrywanie Arduino. Narzędzia i techniki inżynierii pełnej czasu. Wydanie II", Helion 2020

## Historia i rozwój mikroprocesorów
### Definicja mikroprocesora
**Mikroprocesor** jest to układ cyfrowy wykonany jako pojedynczy układ scalony o wielkim stopniu integracji zdolny do wykonywania operacji cyfrowych według dostarczonych mu instrukcji.

### Historia komputerów
* 1645 r. **Pascalina** by Blaise Pascal - mechaniczny sumator
* 1801 r. **karty perforowane** - narzędzie do przechowywania kodu, instrukcji
* 1822 r. **Arytrometr** - Charles Xavier Thomas - urządzenie potrafiące sumować
* 1933 r. **Maszyna różnicowa** - Babbage'a - używana do obliczeń tablic logarytmów i funkcji trygonometrycznych - na korbę
* W 1990 r. odtworzona - waży 3 tony, 3 na 2 metry - ma dokładnośc do 31 cyfr
* **Przed 2 WŚ królowały maszyny analogowe**
* 1941 r. **Z3** - Niemcy, Konraz Zuse
* pierwszy działający komputer o zmiennym programie, zbudowany z przekaźników
* 1943-45 r. **Colossus** - Wielka Brytania
* Pierwszy elektroniczny - lampy, programowalny, cyfrowy - do łamania szyfrów - nie potrafił dodawać
* 1943-45 r. **Eniac** - USA
* Pierwsza maszyna Turinga, czyli taka, która może rozwiązać dowolny problem pod warunkiem, że ten zmieści się w jego pamięci. Ważył 30 ton.

### Pierwsze mikroprocesory
**F14 CADC 1970, wojskowy F-14 Tomcat** - tajny, używany w myśliwcu

**Intel 4004 1971 rok**
* 4 bitowy
* 16-pin CERDIP
* 2250 tranzystorów
* maksymalna prędkość zegara - 740 kHz
* 60 000 instrukcji na sekundę
* Oddzielna pamięć danych i instrukcji, lecz pojedyncza multipleksowana 4-bitowa szyna
* 46 instrukcji
* 16 4-bitowych rejestrów
* 3-poziomowy wewnętrzny stos powrotów

#### Podstawowe bloki mikroprocesorów
* **ALU** - (Arithmetic Logic Unit) jednostka arytmetyczno-logiczna
* **CU** - (Control Unit) dekoder rozkazów
* **Szyny**
* danych
* adresowa
* sterująca
* **Rejestry**
* roboczy - akumulator
* danych
* adresowe
* portów we-wy
* rejestry specjalne
* PC - Program Counter
* IR - Instruction Register
* SP - Stack Pointer

#### Istotne generacje mikroprocesorów
##### Mikroprocesory 8 - bitowe
- INTEL 8008 (1972 r.)
- 8080 (1974 r.)
- Zilog Z80 (1976 r.)
- Motorola MC6809 (1978 r.)
- ortogonalny - jeśli rozkaz może wpływać na jeden rejestr, to może operować też na wszystkich rejestrach
- czysto 8-bitowy
- najwydajniejszy
- bez mikrokodu - zamiast projektować dekoder instrukcji od początku, używa się dodatkowego "mniejszego" mikroprocesora
- WDC 65C02 (CMOS - tranzystor cmos nmos, 1982 r.)
- komputery osobiste lic i lie
- RCA 1802 (CDP1802) 1976r.
- wyprodukowany w technologi Si on Sapphire
- odporna na promieniowanie jonizujące
- pierwszy mikroprocesor w kosmosie
- Voyager i Viking 70'
- Galileo - badania Jowisza (start 1989 r., przybycie 1995 r.)