ISP(在线可编程)
ISP技术
ISP技术 ISP技术
ABEL-HDL语言 编程软件ispEXPERT
ISP技术
ISP技术
ISP技术的特点 ISP逻辑器件系列 ispLSI器件的结构 在系统编程原理和方法
ISP技术的特点
一、在系统编程
在系统编程(ISP)：指用户具有在自己设计的线路板上为 重构逻辑而对逻辑器件进行反复编程改写的能力。 ISP技术是美国Lattice半导体公司首先提出来的一种能 在产品设计、制造过程中的每个环节具有对其器件、电路或 整个数字系统的逻辑和功能随时进行组态或重组能力的最新 技术。在可编程逻辑器件(Programming Logic Device， PLD)及其技术中，ISP是一种新的概念、新的标准。
ISP逻辑器件系列
目前,商品化的在系统可编程逻辑器件有 （1）ISPLSI （2）ISPGAL （3）ISPGDS(Generic Digital Switch).
ISP逻辑器件系列
一、ispLSI系列
美国Lattice公司是世界上第一片GAL诞生地.特别是九十年 代发明并率先推出的ISP技术,开拓了新一代的ttice公 司已将ISP技术应用到高密度可编程逻辑器件(HDPLD)中,形 成ispLSI系列高密度在系统可编程逻辑器件.
可变成逻辑器件厂商
随着可编程逻辑器件应用的赢利吸力和日益广泛，许多IC制 造厂家涉足PLD/FPGA领域。目前世界上有十几家生产 CPLD/FPGA的公司，最大的三家是：ALTERA，XILINX， Lattice，其中ALTERA和XILINX占有了60%以上的市场份额。 3、 Lattice：Lattice是ISP技术的发明者, ISP技术极大的 促进了PLD产品的发展，与ALTERA和XILINX相比，其开发 工具比ALTERA和XILINX略逊一筹。中小规模PLD比较有特 色，不过其大规模PLD、FPGA的竞争力还不够强 1999年 推出可编程模拟器件。99年收购Vantis（原AMD子公司）, 成为第三大可编程逻辑器件供应商。2001年12月收购agere 公司（原Lucent微电子部）的FPGA部门。主要产品有 ispLSI2000/5000/8000, MACH4/5，ispMACH4000等
采用ISP芯片实现可编程数字移相设计
输 入 信 号 的频 率 为 ｆ ，数 字 锁 相 环 被 ｉ 设 置 在 ３ ０ 输 入 信 号频 率 上 ，即锁 相 环 输 ６倍
２ 移 相 器 的 实 现 方 法 本 设 计采 用基 于 芯 片 的 自顶 向下 的设 计
出频 率 为 ３ ０ ｉ ０分 频 器 由 ８ ２ Ｂ Ｄ 计 方 法 ， 锁相 环 电路及 显 示 器 外 ， １ ６ ｆ 。９ ４ １Ｃ 码 除 图 中的其 数 器 构 成 的摸 ９ 计 数 器 组 成 ， 锁 相 环输 出 它 功 能 块 均 被 设 计 在 一 片 Ｌ ｔｔ ｃ Ｏ 对 ａ ｅ公 司 的 ｉ 信 号 进 行 计 数 分 频 ， 并 将 计 数 器 的输 出 以 ｉ Ｌ Ｉ １Ｅ 。 计 工 具 选 用 Ｌ ｔ ｉ ｅ ｓＳ Ｏ ｆ 中 设 ａ ｔ ｃ 公司和 ８ ２ Ｂ Ｄ 的形 式 输入 数值 比较 器 ，该信 号 ４ １Ｅ 码
口关系 ，采 用 原理 图输 入 ；底 层 设 计 既可 安 个输 出端 ，即 Ｒ Ｄ和 Ｏ Ｔ。其 中 Ｒ为 计 数器 、Ｐ Ｕ
全采 用 Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ语 言或 Ａ Ｅ — Ｄ Ｂ Ｌ Ｈ Ｌ语 言描 述 ，也 同步清 零 信 号 ， Ｄ 锁 相 环 鉴 相 器 的输 入 信 Ｐ为
可利用 ｉｐＸＥＴＳＳＥ ｓ Ｅ Ｐ Ｒ Ｔ Ｔ Ｍ强 大 的 宏 库 功 能 ， 号 ，这 两 路 信 号 为 系 统 内部 反 馈 输 出信 号 ：
致 可 分 为模 拟 式和 数 字 式 两类 。 拟 式 移 相 码 为 １ 。当计 数 器 计 到 和 相 角码 相 等 时 ， 比 模 １ 器 电路 复杂 、线性 差 、精 度 底 ：而 数 字式 移 较 器 输 出 “ ” 为 ：“１ ” 电 平 。 ：
相器 大 多 以标 准 逻辑 器 件按 传 统 数 字系统 设 由于 锁 相环 的输 出频 率 是 ３ ５ ｉ ６ ｆ ，计 数
ISP技术
可变成逻辑器件厂商
随着可编程逻辑器件应用的赢利吸力和日益广泛，许多 制造厂家涉足 制造厂家涉足PLD/FPGA领域。目前世界上有十几家生产 领域。 随着可编程逻辑器件应用的赢利吸力和日益广泛，许多IC制造厂家涉足 领域 CPLD/FPGA的公司，最大的三家是：ALTERA，XILINX，Lattice，其中 的公司， 占有了60%以上的市场份额。 以上的市场份额。 的公司 最大的三家是： ， ， ，其中ALTERA和XILINX占有了 和 占有了 以上的市场份额 1、 ALTERA：九十年代以后发展很快，是最大可编程逻辑器件供应商之一。主要产品有： 、 ：九十年代以后发展很快，是最大可编程逻辑器件供应商之一。主要产品有： MAX3000/7000,FLEX10K,APEX20K，ACEX1K，Stratix，Cyclone等。开发软件为 ， ， ， 等 开发软件为MaxplusII和QuartusII。 普遍认为 和 。 其开发工具—MaxplusII是最成功的 是最成功的PLD开发平台之一，配合使用 开发平台之一， 公司提供的免费OEM HDL综合工具可以达到较高 其开发工具 是最成功的 开发平台之一 配合使用Altera公司提供的免费 公司提供的免费 综合工具可以达到较高 的效率。 的效率。 2、 XILIXN：FPGA的发明者，老牌 的发明者， 公司， 、 ： 的发明者 老牌PLD公司，是最大可编程逻辑器件供应商之一。产品种类较全，主要有： 公司 是最大可编程逻辑器件供应商之一。产品种类较全，主要有： XC9500/4000，Coolrunner(XPLA3) ，Spartan, Virtex等。开发软件为 ， 等 开发软件为Foundition和ISE。通常来说，在欧洲用 和 。通常来说，在欧洲用Xilinx的 的 人多，在日本和亚太地区用ALTERA的人多，在美国则是平分秋色。全球 的人多， 产品60%以上是由 以上是由Altera和Xilinx提 人多，在日本和亚太地区用 的人多 在美国则是平分秋色。全球PLD/FPGA产品 产品 以上是由 和 提 供的。可以讲Altera和Xilinx共同决定了 共同决定了PLD技术的发展方向。 技术的发展方向。 供的。可以讲 和 共同决定了 技术的发展方向 技术的发明者,ISP技术极大的促进了 技术极大的促进了PLD产品的发展，与ALTERA和XILINX相比，其开发工 产品的发展， 相比， 3、 Lattice：Lattice是ISP技术的发明者 ： 是 技术的发明者 技术极大的促进了 产品的发展 和 相比 、 具比ALTERA和XILINX略逊一筹。中小规模 略逊一筹。 比较有特色， 具比 和 略逊一筹 中小规模PLD比较有特色，不过其大规模 比较有特色 不过其大规模PLD、FPGA的竞争力还不够强 1999年推出 、 的竞争力还不够强 年推出 可编程模拟器件。 年收购 年收购Vantis（原AMD子公司）,成为第三大可编程逻辑器件供应商。2001年12月收购 子公司） 成为第三大可编程逻辑器件供应商。 月收购agere公司 可编程模拟器件。99年收购 （ 子公司 成为第三大可编程逻辑器件供应商 年 月收购 公司 微电子部） 部门。 （原Lucent微电子部）的FPGA部门。主要产品有 微电子部 部门 主要产品有ispLSI2000/5000/8000, MACH4/5，ispMACH4000等 ， 等 4、 ACTEL：反熔丝（一次性烧写）PLD的领导者，由于反熔丝 的领导者， 抗辐射， 、 ：反熔丝（一次性烧写） 的领导者 由于反熔丝PLD抗辐射，耐高低温，功耗低，速度快，所以在军品 抗辐射 耐高低温，功耗低，速度快， 和宇航级上有较大优势。 则一般不涉足军品和宇航级市场。 在中国地区代理商是裕利（ 和宇航级上有较大优势。ALTERA和XILINX则一般不涉足军品和宇航级市场。ACTEL在中国地区代理商是裕利（科汇二 和 则一般不涉足军品和宇航级市场 在中国地区代理商是裕利 部）和世强电讯 5、 Cypress : PLD/FPGA不是 不是Cypress的最主要业务，但有一定的用户群，中国地区代理商有：富昌电子，德创电子等 的最主要业务， 、 不是 的最主要业务 但有一定的用户群，中国地区代理商有：富昌电子， 6、 Quicklogic :专业 专业PLD/FPGA公司，以一次性反熔丝工艺为主，有一些集成硬核的 公司， 比较有特色， 、 专业 公司 以一次性反熔丝工艺为主，有一些集成硬核的FPGA比较有特色，但总体上在中 比较有特色 国地区销售量不大， 国地区销售量不大，中国地区代理商是科汇三部 主要特点是有不少用于通讯领域的专用IP核 不是Lucent的主要业务，在中国地区使用的人 的主要业务， 7、 Lucent :主要特点是有不少用于通讯领域的专用 核，但PLD/FPGA不是 主要特点是有不少用于通讯领域的专用 不是 的主要业务 、 很少。 的半导体部独立出来并更名为agere。2001年12月agere公司的 公司的FPGA部门被 部门被lattice收购 很少。2000年Lucent的半导体部独立出来并更名为 年 的半导体部独立出来并更名为 。 年 月 公司的 部门被 收购 8、 ATMEl :PLD/FPGA不是 不是ATMEL的主要业务，中小规模 的主要业务， 做的不错。 也做了一些与Altera和Xilinx兼容的 、 不是 的主要业务 中小规模PLD做的不错。ATMEL也做了一些与 做的不错 也做了一些与 和 兼容的 片子，但在品质上与原厂家还是有一些差距，在高可靠性产品中使用较少，多用在低端产品上。 代理较多， 片子，但在品质上与原厂家还是有一些差距，在高可靠性产品中使用较少，多用在低端产品上。ATMEL代理较多，有五， 代理较多 有五， 六家。 六家。 9、 Clear Logic ：生产与一些著名 生产与一些著名PLD/FPGA大公司兼容的芯片，这种芯片可将用户的设计一次性固化，不可编程，批 大公司兼容的芯片， 、 大公司兼容的芯片 这种芯片可将用户的设计一次性固化，不可编程， 量生产时的成本较低。但由于大部分用户对其品质不放心，并且担心失去大公司的技术支持，所以使用者很少。 量生产时的成本较低。但由于大部分用户对其品质不放心，并且担心失去大公司的技术支持，所以使用者很少。2001年被 年被 Altera起诉并败诉，公司前景不明。 起诉并败诉， 起诉并败诉 公司前景不明。 10、WSI：生产 、 ：生产PSD（单片机可编程外围芯片）产品。这是一种特殊的 （单片机可编程外围芯片）产品。这是一种特殊的PLD，如最新的 ，如最新的PSD8xx,PSD9xx,集成了 集成了 PLD,EPROM,Flash,并支持 并支持ISP（在线编程）,价格偏贵一点，但集成度高，主要用于配合单片机工作。2000年8月WSI被 价格偏贵一点， 并支持 （在线编程） 价格偏贵一点 但集成度高，主要用于配合单片机工作。 年 月 被 ST收购。 收购。 收购
JTAG、BSL、ISP
JTAG是英文“Joint Test Action Group（联合测试行为组织）”的词头字母的简写，该组织成立于1985 年，是由几家主要的电子制造商发起制订的PCB 和IC 测试标准。
JTAG 建议于1990 年被IEEE 批准为IEEE1149.1-1990 测试访问端口和边界扫描结构标准。
该标准规定了进行边界扫描所需要的硬件和软件。
自从1990 年批准后，IEEE 分别于1993 年和1995 年对该标准作了补充，形成了现在使用的IEEE1149.1a-1993 和IEEE1149.1b-1994。
JTAG 主要应用于：电路的边界扫描测试和可编程芯片的在系统编程。
JTAG也是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。
现在多数的高级器件都支持JTAG 协议,如DSP、FPGA器件等。
标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。
相关JTAG引脚的定义为：TCK为测试时钟输入；TDI为测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；TDO为测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出；TMS为测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；TRST为测试复位，输入引脚，低电平有效。
GND TI还定义了一种叫SBW-JTAG的接口，用来在引脚较少的芯片上通过最少的利用引脚实现JTAG接口，它只有两条线，SBWTCK，SBWTDIO。
实际使用时一般通过四条线连接，VCC，SBWTCK，SBTDIO，GND，这样就可以很方便的实现连接，又不会占用大量引脚。
JTAG最初是用来对芯片进行测试的,基本原理是在器件内部定义一个TAP（Test Access Port测试访问口）通过专用的JTAG测试工具对进行内部节点进行测试。
JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起,形成一个JTAG链,能实现对各个器件分别测试。
单片机原理及应用(第三版)张毅刚-课后习题答案完整版
第 1 章思考题及习题 1 参考答案一、填空1. 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为或。
答：微控制器，嵌入式控制器.2. 单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和三部分，通过内部连接在一起，集成于一块芯片上。
答：CPU、存储器、I/O 口、总线3. AT89S52 单片机工作频率上限为MHz 。
答：33 MHz 。
4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低和提高。
答：成本，可靠性。
二、单选1. 单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是A．为了编程方便 B ．受器件的物理性能限制C．为了通用性 D ．为了提高运算速度答：B2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。
A ．辅助设计应用B．测量、控制应用C．数值计算应用 D ．数据处理应用答：B3. 下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。
A ．工业控制B．家用电器的控制C．数据库管理D．汽车电子设备答：C三、判断对错1. STC系列单片机是8051 内核的单片机。
对2. AT89S52 与AT89S51 相比，片内多出了4KB 的Flash 程序存储器、128B 的RAM 、1个中断源、 1 个定时器（且具有捕捉功能）。
对3. 单片机是一种CPU。
错4. AT89S52 单片机是微处理器。
错5. AT89C52 片内的Flash程序存储器可在线写入，而AT89S52 则不能。
错6. 为AT89C51 单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51 直接用芯片AT89S51 替换。
对7. 为AT89S51 单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89S51 直接用芯片AT89S52 替换。
对8. 单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是DSP的长处。
对四、简答1. 微处理器、微计算机、微处理机、CPU 、单片机、嵌入式处理器它们之间有何区别？答：微处理器、微处理机和CPU 它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。
MCU—ISP不完全手册
MCU—ISP不完全手册一、ISP简介ISP是在系统编程的英文缩写（In-System Programming）。
简单的说，可以不用插拔芯片，也不需要编程器，就可以在你的目标应用板（有单片机的电路板）上直接编程，作程序改动调试。
在系统可编程技术与传统逻辑电路设计比较，其优点在于：（1）实现了在系统编程的调试，缩短了产品上市时间，降低了生产成本。
（2）无需使用专门的编程器，已编程器件无须仓库保管，避免了复杂的制造流程，降低了现场升级成本。
（3）使用ISP器件，不仅能够在已有硬件系统的基础上设计开发自己的系统，真正实现了硬件电路的“软件化”，将器件编程和调试集中到生产最终电路板的测试阶段，使系统调试数字系统硬件现场升级变得容易而且便宜。
二、常见支持ISP功能的芯片51系列单片机：AT89S51,AT89S52,A T89S53,AT89S8252,AT89LS51,AT89LS52,AT89LS53,AT89LS8252 、A VR系列单片机：AT90S1200,A T90S2313,A T90S2323,A T90S2333,AT90S2343AT90S4414,A T90S4433,A T90S4434,A T90S8515,A T90S8535ATmega16,ATmega16L,ATmega161,ATmega161L,ATmega162ATmega162L,ATmega169,A Tmega169L,ATmega163,A Tmega32,ATmega32LATmega323,ATmega323L,ATmega64,A Tmega64L,ATmega603,ATmega603LATmega8,A Tmega8L,ATmega8515,ATmega8515L ATmega8535,ATmega8535LATtiny11,ATtiny11L,ATtiny12,A Ttiny12L,ATtiny13,ATtiny13LATtiny15,ATtiny15L,ATtiny22,A Ttiny22L,ATtiny26,ATtiny26LPIC系列单片机：PIC16F870,PIC16F871,PIC16F872,PIC16F873,PIC16F874,PIC16F876,PIC16F877AT24CXX(EEPROM)：AT24C01,AT24C02,A T24C04,AT24C08,AT24C16,A T24C32,AT24C64,AT24C128,A T24C25 6,AT24C512三、ISP下载线原理图、实物图【并口】【图1】ISP原理框图【图2】并口下载线原理图【图3】并口下载线实物图1【图4】并口下载线实物图2四、并口下载线所需元件及作用：芯片：74HC244(74LS244也可，但对电源要求较高)。
单片机常见英文缩写(一)
单片机常见英文缩写（一）引言概述：在单片机领域，英文缩写在文档和代码中经常被使用。
本文将介绍单片机常见的英文缩写，让读者更好地理解和应用单片机技术。
本文包括五个大点：处理器相关缩写、外设相关缩写、通信相关缩写、存储器相关缩写以及其他相关缩写。
正文内容：一、处理器相关缩写：1. CPU：中央处理器，负责执行计算机的指令。
2. ALU：算术逻辑单元，执行算术和逻辑运算。
3. PC：程序计数器，存储当前指令的地址。
4. SP：堆栈指针，指向堆栈的当前位置。
5. ISR：中断服务程序，用于处理中断事件。
二、外设相关缩写：1. UART：通用异步收发传输器，实现串行通信。
2. LCD：液晶显示器，用于图形和文本显示。
3. LED：发光二极管，用于指示器和状态显示。
4. ADC：模拟数字转换器，将模拟信号转换为数字信号。
5. PWM：脉宽调制，用于控制电机速度和亮度。
三、通信相关缩写：1. I2C：串行总线，用于连接微控制器和外设。
2. SPI：串行外设接口，用于高速全双工通信。
3. CAN：控制器区域网络，用于实时通信和控制。
4. USB：通用串行总线，用于连接计算机和外设。
5. RF：无线射频，用于无线通信和远程控制。
四、存储器相关缩写：1. RAM：随机存取存储器，用于暂时存储数据。
2. ROM：只读存储器，存储固定的数据和程序。
3. EEPROM：可擦写可编程只读存储器，用于存储非易失性数据。
4. Flash：闪存，用于存储程序和数据。
5. SD：安全数码卡，用于存储和传输数据。
五、其他相关缩写：1. IDE：集成开发环境，提供软件开发工具。
2. ISP：在线编程，通过通信接口对单片机进行编程。
3. BJT：双极性晶体管，用于电子开关和放大器。
4. FPGA：现场可编程门阵列，用于实现数字逻辑电路。
5. MCU：微控制器，集成了处理器、存储器和外设的芯片。
总结：本文介绍了单片机常见的英文缩写，包括处理器、外设、通信、存储器以及其他相关的缩写。
PLD是可编程逻辑器件
PLD是可编程逻辑器件PLD是可编程逻辑器件（Programable Logic Device）的简称，FPGA是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array)的简称，两者的功能差不多相同，只是实现原理略有不同，因此我们有时能够忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。
PLD是电子设计领域中最具活力和进展前途的一项技术，它的阻碍丝毫不亚于70年代单片机的发明和使用。
PLD能做什么呢？能够毫不夸张的讲，PLD能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电路，都能够用PLD来实现。
PLD如同一张白纸或是一堆积木，工程师能够通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。
通过软件仿真，我们能够事先验证设计的正确性。
在PCB完成以后，还能够利用PLD的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。
使用PLD来开发数字电路，能够大大缩短设计时刻，减少PCB面积，提高系统的可靠性。
PLD的这些优点使得PLD技术在90年代以后得到飞速的进展，同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言（HDL)的进步。
如何使用PLD呢？事实上PLD的使用专门简单，学习PLD比学习单片机要简单的多，有数字电路基础，会使用运算机，就能够进行PLD的开发。
不熟悉PLD的朋友，能够先看一看可编程逻辑器件的进展历程。
开发PLD需要了解两个部分：1.PLD开发软件 2.PLD本身1.PLD开发软件由于PLD软件差不多进展的相当完善，用户甚至能够不用详细了解PLD的内部结构，也能够用自己熟悉的方法：如原理图输入或HDL 语言来完成相当优秀的PLD设计。
因此对初学者，第一应了解PLD开发软件和开发流程。
了解PLD的内部结构，将有助于提高我们设计的效率和可靠性。
如何获得PLD开发软件软件呢? 许多PLD公司都提供免费试用版或演示版(因此商业版大差不多上收费的），例如：能够免费从 altera 上下载Altera公司的 QuartusII （web版），或向其代理商索取这套软件。
51单片机ISP在线下载使用说明
AT89S5X系列单片机ISP在线下载使用说明
软件安装:
(1)双击X:\ 工具软件\ 51单片机ISP在线下载软件.EXE，根据提示安装；
(2)安装完毕后，在桌面产生一个快捷方式“SLISP”，双击运行，弹出以下界面：
（3）通信参数设置及器件选择如下图：
（4）点击“编程”按钮，即可下载。
硬件设置：
（1）我们提供的MCU ISP下载电缆，一端接PC机并口LP1，一端接598K3实验仪右上角的“ISP 在线编程”接口。
（2）短路块设置：在51K-CPU扩展卡上有两个短路块：平时正常脱机工作、用仿真器实验时左边一个短路块设置在“一般模式”，右边短路块工作在“片外程序”；当我们用到单片机ISP在线编程功能时，将左边短路打在“编程模式”。
（ISP在线可编程AT89S系列单片机）。
下载完成后，如要运行单片机内部FLASH程序，将左边短路块接在“一般模式”，右边短路块接在“片内程序”模式，按RST键，即可执行程序。
(3)ISP下载接口。
在电子设计竞赛中需要准备几种微控制器
在电子设计竞赛中，单片机、FPGA、嵌入式处理器、DSP都可以使用，但对于每个参赛队，如果要求单片机、FPGA、嵌入式处理器、DSP全部都掌握，而且能够在竞赛中熟练的使用是存在一定困难的。
分析历届获奖作品，大多数的作品采用“单片机+FPGA”都可以完成。
嵌入式处理器（俗称的ARM）多是作为一款性能更好的单片机使用，没有使用操作系统。
DSP在获奖作品中也有使用。
1. 单片机的最小系统选型单片机是大学生电子设计竞赛中应用最多的微控制器，从往届获奖作品中来看，有各种不同型号的单片机在作品中被使用，如：AT89C52、AT89S51、AT89S52、MSP430F1611、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B等等。
根据竞赛要求，单片机（包括FPGA、ARM、DSP）最小系统是可以采用成品板的，通常在赛题要求中会对其提出一些限制性的要求，如“最小系统”主要包含单片机、ADC、DAC、存储器等。
随着新技术新器件的出现，2009年全国大学生电子设计竞赛全国专家组讨论认为竞赛涉及的“最小系统”内涵应随着技术发展而变化，对于这个问题要本着与时俱进的原则，可以通过竞赛命题具体的约束条件予以调控。
责任专家们建议不宜统一给出明确的“最小系统”定义，这样可能会限制学生、束缚命题，但也必须以合适的方式及早向社会表明专家组的基本态度，如竞赛命题对今年的竞赛作品将增加“性价比”与“系统功耗”指标要求，以此方式间接调控参赛学校对准备“万能化”竞赛装置的攀比追逐。
在命题要求中引入“性价比”指标要求，这项建议对于调控“最小系统”使用具有积极作用。
本着节能原则，专家提出设计作品应有“系统功耗”的指标要求。
“系统功耗”是“性价比”的某一量化评测指标，增加这两项指标要求，得到了专家们的普遍首肯。
（/news.asp）根据增加的“性价比”与“系统功耗”这两个指标的要求，设计时应根据赛题需要选择合适的单片机（包括FPGA、ARM、DSP）最小系统，采用不同的最小系统满足设计要求。
ISP在单片机实验教学中的应用
学/科/建/设/与/教/学/研/究| 计算机教育 2007.9 | 35ISP 在单片机实验教学中的应用李栓明，钟福如(石河子大学 信息科学与技术学院，新疆 石河子 832003)摘 要：以前在单片机教学过程中，由于仿真器的价格比较高，编程器要不停地对单片机进行拔插，给调试带来不便，使一些实验无法让学生亲自动手，给单片机教学带来诸多不便，现在由于ISP 技术的发展，克服了以上诸多不便，也给单片机教学和实验教学带来机遇。
关键词：单片机；ISP ；仿真；在线调试中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1672-5913 (2007)17-0035-03The application about ISP on ExperimentTeaching of µCLI Shuanming ZHONG Furu( shihezi university ，xingjiang 832003 ，China)Abstract ：As the high price of emluator and the programmorneed insert and draw µC continually in debug ，it brings many inconvenience to teaching of µC .With the development of ISP ，the inconvenience as before has been overcomed and as a golden opportunity to the teaching of µC.Keywords ： µC ; ISP; emulation; high-power;online debug.引言单片机应用是电子信息工程专业的核心课程，也是一门实践性很强的课程。
在教学过程中通过必要的基础理论教学与大量的实验练习环节相结合，使学生在掌握单片机基本原理、基本结构和基本功能的前提下，通过教师的指导和示范，利用实验箱进行验证性实验和开发设计一些综合功能的实验，既锻炼了动手能力，又对课程体系有一个全新的认识。
单片机实验报告二 单片机IO口实验
南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：⃞验证⃞综合⃞设计⃞创新实验日期：2019.4.16 实验成绩：实验二单片机I/O口实验（一）实验目的1.掌握单片机最小系统的构成，学习如何控制I/O口来驱动发光二极管，掌握移位和软件延时程序的编写。
2.熟练掌握STC型开发板的使用方法和注意事项。
3.掌握应用STC_ISP烧录过程；（二）设计要求利用51单片机及4个LED发光二极管，设计一个单片机流水灯程序，P4.7 /P4.6/ P1.6/ P1.7 来演示跑马灯。
其中流水灯的变化形式多样。
（三）实验原理STC实验箱单片机型号为IAP15W4K32S4-Student，其在线编程与在线仿真可由Keil uVision4集成开发环境和STC系列单片机在线可编程（ISP）电路实现：1.设置STC仿真器：运行STC-ISP在线编程软件，选择“keil 仿真设置”选项，如图1所示，单击“添加型号和头文件到keil中/ 添加STC仿真器驱动到keil中”，弹出“浏览文件夹”对话框，在浏览文件夹中选择keil的安装目录，单击“确定”按钮即完成添加。
根据所用芯片，单击“将IAP15W4K32S4-Student设置为仿真芯片”。
图12.Keil uVision4环境设置：选择菜单命令Project →Options for Target →Debug，选中“STC Monitor-51 Driver”，勾选“Load Application at Startup”选项和“Run to main()”选项，如图2所示。
单击图2右上角的“settings”按钮，弹出硬件参数设置对话框，如图2所示，根据仿真电路所使用的串口号（本机所用为串口5）选择串口端口，如图3所示：图2图33.STC15单击串口TTL电平通信模块结构如图4所示，P1.6、P1.7、P4.6、P4.7所连接的LED灯为共阳极LED，控制对应I/O口为低电平即可点亮LED。
单片机原理----C51编程及Proteus仿真 习题答案 (金宁治) 习题1答案
思考题及习题1一、填空1.微型计算机由CPU、存储器、I/O 口三个必要的功能部件组成,各个功能部件之间数据总线、地址总线、控制总线等三类总线连接成为整体。
2.单片机是将CPU、ROM、RAM、I/O 口和中断系统、定时/计数器等功能模块集成到一块硅片上的芯片级微型计算机系统。
3.当今国际上大都采用MCU或者EMCU来代替“单片机” 一词。
二、简答：1.单片机的编程语言总体上有哪三大类？它们各有什么特点？答：单片机的编程语言总体上可以分为三大种类：机器语言、汇编语言和高级语言。
(1)机器语言是一种直接面向机器、唯一能被计算机直接识别和执行的计算机语言。
它是一串由和“1”组成的二进制代码。
目标程序的执行速度快，占用内存少，运行效率高，但它不易理解和记忆，编写、阅读、修改和调试都很麻烦。
(2)汇编语言是用助记符表示指令的语言，目的是使指令便于书写、识别和记忆。
汇编语言实质上是机器语言的符号表示，即汇编指令和机器指令一一对应，故这种计算机语言也是面向机器的语言，用汇编语言编写的程序要比与其等效的高级语言程序，具有更高的目标代码转换效率，占用内存资源少，运行速度快；虽然引入了简单的指令助记符，但是汇编语言在使用上仍然比高级语言困难得多；汇编语言还缺乏良好的通用性和可移植性。
(3)C语言是当代应用最为广泛、影响最为深远的主流高级编程语言之一。
用C语言编写的C源程序(*.c)可读性强，易学易理解，编程效率高，尤其具备汇编源程序所不具备的良好通用性和可移植性；同时它还支持结构化程序设计及其自动化集成开发工具/环境，这使得程序员能够集中时间和精力去从事对于他们来说更为重要的创造性劳动，从而显著提高了程序的质量和工作的效率。
2.单片机的主要特点是什么？答：(1)集成度高，易于扩展；(2)面向应用，突出控制；(3)可靠性高，适应性强；(4) 性价比高，易于嵌入。
3.51内核的主流单片机产品有哪几种？它们各有什么特点？答：(DMCS-51系列单片机分为基本型和增强型两大子系列：51子系列和52子系列，以芯片型号的最末位数字作为标志。
89C51与89S51的区别
两者主要的区别是AT89S51支持ISP（In System Programming,即“在线可编程”）。
而AT89C51无此功能。
以下描述更加详细：很多初学51单片机的网友会有这样的问题：AT89S51是什么?书上和网络教程上可都是8051，89C51等！没听说过有89S51？！这里，初学者要澄清单片机实际使用方面的一个产品概念，MCS-51单片机是美国INTE 公司于1980年推出的产品，典型产品有8031（内部没有程序存储器，实际使用方面已经被市场淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，实际使用方面已经被市场淘汰）和8751等通用产品，一直到现在，MCS-51内核系列兼容的单片机仍是应用的主流产品（比如目前流行的89S51、89C51等），各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行理论基础学习。
有些文献甚至也将8051泛指MCS-51系列单片机，8051是早期的最典型的代表作，由于MCS-51单片机影响极深远，许多公司都推出了兼容系列单片机，就是说MCS-51内核实际上已经成为一个8位单片机的标准。
其他的公司的51单片机产品都是和MCS-51内核兼容的产品而以。
同样的一段程序，在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的，如ATMEL的89C51（已经停产）、89S51，PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（华邦）等，我们常说的已经停产的89C51指的是ATMEL 公司的AT89C51单片机，同时是在原基础上增强了许多特性，如时钟，更优秀的是由Flash （程序存储器的内容至少可以改写1000次）存储器取带了原来的ROM（一次性写入），AT89C51的性能相对于8051已经算是非常优越的了。
不过在市场化方面，89C51受到了PIC单片机阵营的挑战，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在线更新程序）功能，必须加上ISP功能等新功能才能更好延续MCS-51的传奇。
可编程逻辑器件的认知(数字电路分析课件)
专门的编程器进行编程。对GAL编程是指：让与阵列中的耦合元件具
有预定的连接关系，并通过设置控制字使GAL有预定的输出结构。
二、 GAL典型器件及其应用
1.分析基本逻辑门设计
由表达式可知，该逻辑电路需要12个输入端和6个输出端，可以采 用1片GAL16V8实现该逻辑电路。可将GAL16V8的8个输出缓冲器引脚中 的6个（13~18）作为该电路的输出端引脚；由于GAL16V8只有8个专用输 入端引脚（2~9），所以可将作为时钟脉冲CP输入端的引脚1和作为输出 使能端OE输入端的引脚11作为输入端引脚，同时将剩余的2个输出引脚 12和19作为专用输入结构。
二、 GAL典型器件及其应用
用GAL16V8和编程软件设计一组基本逻辑门电路。六个基本逻辑
门是与门、或门、与非门、或非门、异或门、同或门。各逻辑门的逻
辑表达式为：
F1= A1B1 F2=A2+B2 F3= A3B3
F4= A4+B4
F5= A5⊕B5 F6=A6⊙B6
除个别GAL器件如ispGAL16Z8可在线编程外，其它GAL器件要使用
三、 通用阵列逻辑（GAL）器件
2.GAL器件的输出逻辑宏单元OLMC
GAL器件和PAL器件最大的差别就在于GAL器件有一种灵活 且 可 编 程 的 输 出 结 构 —— 输 出 逻 辑 宏 单 元 OLMC （ Output Logic Macro Cell）。OLMC包括以下几部件：或门阵列、异 或门、D触发器和4个数据选择器（MUX）。4个数据选择器包 括乘积项数据选择器PTMUX、反馈数据选择器FMUX、输出数据 选择器OMUX和三态数据选择器TSMUX。
一、复杂可编程逻辑器件CPLD
2.可编程I/O单元
isp
谢谢观看
当对传统的PLD器件进行编程时,其测试、制备过程总免不了人工处置。当使用PQFP或TQ FP形式封装的芯片 时,引脚仅有0. 5mm宽,在编程器插座中容易变形破坏。而采用ispLSI器件后可将芯片焊接在印刷电路板上,然后 再进行编程或改写,这样便保证调试过程中不会损伤器件的引脚。
( c)系统的重构能力
内容简介
可编程逻辑器件( PLD)自70年代发明以来,从熔丝型发展到一次性可擦除型; 80年代又发展至电可擦除型;到 了90年代,则发展成为在系统可编程型。
所谓“在系统可编程”(In-System Programmability.缩写为ISP),是指设计人员在自己设计的电子系统中 或电路板上为重构逻辑而对逻辑器件进行编程或反复编程的能力。这种对电子系统中逻辑器件的逻辑重构既可在 系统成型之前,又可在系统成型过程中,甚至在系统成型之后。这与常规PLD先编程后装配至系统中的过程有很大 区别。
isp
在线系统编程01 内容简介 Nhomakorabea目录
02 工作原理
03 逻辑器件特征
04 优点
05 实现方式
ISP（在线系统编程）就是当系统上电并正常工作时，计算机通过系统中的CPLD拥有的ISP直接对其进行编程， 器件在编程后立即进入正常的工作状态。这种CPLD编程方式的出现，改变了传统的使用专用的编程器编程方法的 诸多不便。
ispLSI器件在焊接到印刷电路板上之后,便可毫无拘束地修改其逻辑功能。于是用户可在同一块电路板上实 现各种硬件结构。各种标准电路板或系统接口板在制备过程中可由同一种万能电路板来实现。其唯一的区别在最 后一步——在系统编程。
优点
ISP技术的优势是不需要编程器就可以进行单片机的实验和开发，单片机芯片可以直接焊接到电路板上，调 试结束即成成品，免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对芯片和电路板带来的不便。
ISP与JTAG的区别及ISP下载器DIY
根据网上的资料整理制作的基于M8的USB接口的ASPISP下载线。
做了30几块，有30几位使用，除个别由于焊接问题，没有发现大的问题。
现提供全部资料。
点击此处下载全部资料(文件大小:581K)(原文件名:usb-avrisp.rar)（资料中，已经增加了VISTA下的USBISP驱动程序。
现在在XP和VISTA下都可以使用）sch图JTAG与ISP下载区别2010-06-25 10:26:03| 分类：单片机阅读45评论0字号：大中小订阅JTAG是Joint Test Action Group(联合测试行动小组)的缩写，是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。
JTAG用来对芯片进行测试的基本原理是在器件内部定义一个TAP（Test Access Port;测试访问口）通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。
标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。
TMS：测试模式选择。
此引脚用来实现TAP 控制器各个状态之间的切换。
TCK：测试时钟。
JTAG 操作是与TCK 同步的。
TDI：测试数据输入--需要移位到指令寄存器或数据寄存器(扫描链)的串行输入数据。
TDO：测试数据输出-- 自指令寄存器或数据寄存器串行移出的数据。
现在，JTAG接口还常用于实现ISP（In-System Programmable;在线编程），对EEPROM、FLASH等器件进行编程和在线调试。
JTAG编程方式是在线编程，传统开发流程中先对芯片进行预编程再装到板上的模式因此而改变，简化的流程为先固定器件到电路板上，再用JTAG编程，从而大大加快工程进度。
AVR 的JTAG功能（只有部分型号才有）使得AVR的调试工作非常简单，可以通过JTAG 接口对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位进行编程。
使用AVR studio软件和JTAG硬件（AVR JTAG编程器，AVR JTAG仿真器）可以进行程序下载（亦即编程）和程序在线调试。
EDA常用软件介绍
EDA常用软件介绍EDA工具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有：EWB、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIlog ic、Cadence、MicroSim等等。
这些工具都有较强的功能，一般可用于几个方面，例如很多软件都可以进行电路设计与仿真，同时以可以进行PCB自动布局布线，可输出多种网表文件与第三方软件接口。
下面按主要功能或主要应用场合，分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件，进行简单介绍。
1、电子电路设计与仿真工具电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE；EWB；Matlab；SystemView；MMICAD等。
下面简单介绍前三个软件。
（1）SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件，是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件，1998年被定为美国国家标准。
1984年，美国MicroSim公司推出了基于SPICE 的微机版PSPICE（Personal—SPICE）。
现在用得较多的是PSPICE6.2，可以说在同类产品中，它是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA软件，在国内普遍使用。
最新推出了PSPICE9.1版本。
它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。
无论对哪种器件哪些电路进行仿真，都可以得到精确的仿真结果，并可以自行建立元器件及元器件库。
（2）EWB(Electronic Workbench)软件是Interactive ImageTechnologies Ltd 在20世纪90年代初推出的电路仿真软件。
目前普遍使用的是EWB5.2，相对于其它EDA软件，它是较小巧的软件（只有16M）。
关于I2C、UART、SPI、RS232、JTAG,ISP、DEBUG神马的一些概念和理解
一、UART总线和硬件结构-----------Universal Asynchronous Receiver/TransmitterUART是一种通用异步串行数据总线，该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。
因为计算机内部采用并行数据，不能直接把数据发到Modem，必须经过UART整理才能进行异步传输。
串行的两条线TXD --- UART数据发送，RXD --- UART数据接收UART通用异步接收/发送装置,是一个并行输入成为串行输出的芯片，它是用于控制计算机与串行设备的芯片，通常集成在主板上，多数是16550AFN芯片。
，有一点要注意的是,它提供了RS-232C数据终端设备接口 ,这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信，所以说UART是一种异步串行全双工总线，硬件映射为一个芯片，可以与使用RS-232接口的设备直接通信二、I2C总线和硬件结构------------Inter-Integrated CircuitI2C,由PHILIPS公司1992 年开发的,I2C串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。
所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上，用于连接微控制器及其外围设备，一般在对芯片进行扩展中是使用，通用I/O端口也可以作为I2C 总线接口。
所以说I2C是一种同步串行半双工总线，硬件映射为一个两个接口电路，对于没有I2C总线接口的，可以使用通用I/O端口来实现I2C的功能与其他设备进行通信（根据协议编写程序）三、SPI总线和硬件结构--------------Serial Peripheral Interface高速同步串行口，是一种标准的四线同步双向串行总线，一种四线同步总线系统,一种同步串行外设接口，为全双工通信，是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,低位在后,该接口一般使用4条线：（1 ）MOSI –主器件数据输出,从器件数据输入（2）MISO –主器件数据输入,从器件数据输出（3）SCLK –时钟信号,由主器件产生（4）/SS –从器件使能信号,由主器件控制(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)所以说，SPI是同步串行全双工总线，硬件映射为四个接口四、RS-232接口（DB9）是现在主流的串行通信接口之一,传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps.接口硬件为9针功能如下：1 DCD 载波检测2 RXD 接收数据3 TXD 发送数据4 DTR 数据终端准备好5 SG 信号地6 DSR 数据准备好7 RTS 请求发送8 CTS 允许发送9 RI 振铃提示还有两个接地线10、11（不是针）串口通信一般用2、3、7、8通信，5、（10、11）接地，其他不用，特别的作为debug口7、8也不用五、COM接口即串行通讯端口。
PLD是可编程逻辑器件
PLD是可编程逻辑器件PLD是可编程逻辑器件（Programable Logic Device）的简称，FPGA是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array)的简称，两者的功能差不多相同，只是实现原理略有不同，因此我们有时能够忽略这两者的区不，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。
PLD是电子设计领域中最具活力和进展前途的一项技术，它的阻碍丝毫不亚于70年代单片机的发明和使用。
PLD能做什么呢？能够毫不夸张的讲，PLD能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电路，都能够用PLD来实现。
PLD如同一张白纸或是一堆积木，工程师能够通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。
通过软件仿真，我们能够事先验证设计的正确性。
在PCB完成以后，还能够利用PLD的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。
使用PLD来开发数字电路，能够大大缩短设计时刻，减少PCB面积，提升系统的可靠性。
PLD的这些优点使得PLD技术在90年代以后得到飞速的进展，同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言（HDL)的进步。
开发PLD需要了解两个部分：1.PLD开发软件 2.PLD本身1.PLD开发软件由于PLD软件差不多进展的相当完善，用户甚至能够不用详细了解PLD的内部结构，也能够用自己熟悉的方法：如原理图输入或HDL语言来完成相当优秀的PLD设计。
因此对初学者，第一应了解PLD开发软件和开发流程。
了解PLD 的内部结构，将有助于提升我们设计的效率和可靠性。
2.PLD/FPGA的分类和使用在PLD/FPGA开发软件中完成设计以后，软件会产生一个最终的编程文件（如 .pof ）。
如何将编程文件烧到PLD芯片中去呢？1.关于基于乘积项（Product-Term）技术，EEPROM(或Flash)工艺的PLD（如Altera的MAX系列，Lattice 的大部分产品，Xilinx的XC9500，Coolrunner系列)，厂家提供编程电缆，电缆一端装在运算机的并行打印口上，另一端接在PCB板上的一个十芯插头，PLD芯片有四个管脚（编程脚）与插头相连。
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in-system programming 在线系统编程
一种无需将存储芯片（如EPROM）从嵌入式设备上取出就能对其进行编程的过程，缩略为ISP。
在系统编程需要在目标板上有额外的电路完成编程任务。
其优点是，即使器件焊接在电路板上，仍可对其（重新）进行编程。
在线系统可编程是Flash存储器的固有特性（通常无需额外的电路），Flash几乎都采用这种方式编程。
Lattice是ISP（在线可编程）技术的发明者(据说Lattice公司最早是由华人创办的），ISP技术极大的促进了PLD产品的发展。
在线系统编程ISP
ISP（In-System Programming）在线系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。
ISP技术是未来发展方向。
编辑本段ISP的工作原理
ISP的实现相对要简单一些，一般通用做法是内部的存储器可以由上位机的软件通过串口来进行改写。
对于单片机来讲可以通过SPI或其它的串行接口接收上位机传来的数据并写入存储器中。
所以即使我们将芯片焊接在电路板上，只要留出和上位机接口的这个串口，就可以实现芯片内部存储器的改写，而无须再取下芯片。
编辑本段ISP的优点
ISP技术的优势是不需要编程器就可以进行单片机的实验和开发，单片机芯片可以直接焊接到电路板上，调试结束即成成品，免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对芯片和电路板带来的不便。
编辑本段在系统编程有4种实现方式
1.基于电可擦除存储单元的EEPROM 或Flash技术（譬如CPLD），特点是，掉电数据不丢失，但编程次数有限，编程速度慢；
2.基于SRAM查找表的编程单元（譬如FPGA），特点是，配置次数无限，加电可随时更改逻辑，但掉电后数据即丢失，下次上电需要重新配置；
3.基于反熔丝编程单元（譬如Actel 的FPGA）；
4.JTAG方式；
另外
编辑本段ISP与ICP的区别
互联网业务提供商（ISP：Internet Service Provider）是互联网服务提供商，向广大用户综合提供互联网接入业务、信息业务和增值业务的电信运营商。
ISP是经国家主管部门批准的正式运营企业，享受国家法律保护。
互联网内容提供商（ICP：Internet Content Provider）是互联网内容提供商，即向广大用户综合提供互联网信息业务和增值业务的电信运营商。
ICP同样是经国家主管部门批准的正式运营企业，享受国家法律保护。
国内知名ICP有新浪、搜狐、163、21CN等等。
在互联网应用服务产业链“设备供应商——基础网络运营商——内容收集者和生产者——业务提供者——用户”中，ISP/ICP处于内容收集者、生产者以及业务提供者的位置。
由于信息服务是中国信息产业中最活跃的部分，ISP/ICP也是中国信息产业中最富创新精神、最活跃的部分。
到2006年底中国注册增值业务提供商约有2.1万多家，其中大部分为基于互联网开展业务的ISP/ICP。
随着以内容为王的互联网发展特征逐步明晰，大部分ICP 也同时扮演着ISP的角色。