Характеристики микроконтроллеров подсемейств.

К числу основных функциональных характеристик микроконтроллера относятся:

  • емкость расположенных на кристалле регистрового оперативного запоминающего устройства (RRAM), постоянного запоминающего устройства (ROM), оперативного запоминающего устройства (RAM):
  • максимальная тактовая частота (F max)
  • число команд в системе команд (N );
  • состав периферийных устройств.

Основные функциональные характеристики базовых микроконтроллеров подсемейств приведены в таблице.

Емкость запоминающих устройств указана в байтах.

По значению тактовой частоты мажет быть определено быстродействие микроконтроллера. У микроконтроллеров подсемейства 8X9Y команды коротких операций выполняются за 12 периодов тактовой частоты. При тактовой частоте 12 Мгц микроконтроллеры данного подсемейства имеют быстродействие 1000000 коротких операций в секунду. У микроконтроллеров остальных подсемейств команды коротких операций выполняются за 8 периодов тактовой частоты, и при тактовой частоте 16 Мгц обеспечивается быстродействие 2000000 коротких операций в секунду.

При этом следует иметь в виду, что короткие операции в микроконтроллере семейства MCS-96 по своему содержанию существенно отличаются от коротких операций в микроконтроллере с регистром-аккумулятором. Так, например, одной короткой операции "сложение" в микроконтроллере семейства MCS-96 при представлении данных в формате "байт" соответствует последовательность из трех коротких операции в микроконтроллере семейства MCS-51, а при представлении данных в формате "слово" - соответствует последовательность из шести коротких операций.

Кроме того, в систему команд микроконтроллеров семейства MCS-96 входят команды умножения и деления чисел в формате "слово" В микроконтроллерах других семейств такие операции выполняются по подпрограммам, что резко увеличивает время их выполнения.

Отмеченные особенности существенно сокращают время вычислений в микроконтроллерах семейства MCS-96 по сравнению с микроконтроллерами других семейств.

В систему команд микроконтроллеров, изготавливаемых по КМДП технологии, входят различные дополнительные команды, в числе которых имеется команда перевода микроконтроллера в энергосберегающие режимы - режим холостого хода и режим пониженного энергопотребления. В режиме холостого хода программа не выполняется, но функционируют все периферийные устройства, при этом потребление энергии от источника питания уменьшается на 60%. В режиме пониженного энергопотребления прекращаются все процессы в микроконтроллере, но сохраняются данные в РОЗУ и ОЗУ. При этом ток потребления составляет единицы микроампер.

С появлением на рынке цифровых интегральных схем микроконтроллеров семейства MCS-96 фирмы Intel перед разработчиками систем, содержащих встроенные микроконтроллеры, открываются новые большие возможности по созданию высоко совершенных, малогабаритных, экономичных и надежных систем, приборов и устройств различного назначения.

 

Кристалл Частота (МГц)/ быстродействие (MIPS) Адресное пр-во ПЗУ Регист-ры Доп. ОЗУ Тайме-ры Каналы АЦП Линии в/в HSIO/ EPA Унив. посл. порты Cинхр. посл. порты PTS ШИМ
Device Clock (Mhz)/ Speed (MIPS) Address Space ROM Registers Code RAM Timers A/D Channels I/O Pins HSIO/ EPA UARTs SSIO PTS PWM
8X96BH 12/1 64K нет HSIO нет нет
8XC196KB 16/2 64К нет HSIO нет нет
8XC198 16/2 64К нет HSIO нет нет
8XС196KC 20/2.5 64К 16К нет HSIO нет да
8XC196KD 20/2.5 64К 32К нет HSIO нет да
8XC196KR/KQ 16/2 64K 16K/12K 488/360 256/128 10 EPA да нет
8XC196JR/JQ 16/2 64K 16K/12K 488/360 256/128 EPA да нет
8XC196KT/KS 16/2 64K 32K/24K 512/256 10 EPA да нет
8XC196JT/JS 16/2 64K 32K/24K 512/256 EPA да нет
8XC196JV 20/2.5 64K 48K 1.5K EPA да нет
8XC196MC 16/2 64К 16К нет EPA нет нет да нет
8XC196MD 16/2 64K 16K нет EPA нет нет да нет
8XC196MH 16/2 64K 32K нет EPA нет да нет
8XC196CA 20/2.5 64K 32K EPA да нет
8XC196NT 20/2.5 1M 32K 10 EPA да нет
8XC196CB 20/2.5 1M 56K 1.5K 10 EPA да нет
8XC196NP 25/3 1M   нет нет EPA нет да
80C196NU 50/6 1M нет нет нет EPA нет да
8XC296SA 50/16 6M 2K 2K нет EPA нет нет

 

Таблица.14. Номенклатура MCS-96

7.2.8.Почему 80C196 быстрее, чем 8051?

Кристаллы 80C196 изготавливаются по более современной технологии (с меньшим размером элементов на кристалле), поэтому достигаются более высокие тактовые частоты. Например, кристалл 80C196NU имеет тактовую частоту 50 МГц, а наиболее быстродействующие из семейства 8051 - 24 МГц

Все 232 внутренних регистра 80C196 имеют статус " аккумуляторов " - к ним можно непосредственно применять все необходимые арифметические и логические операции. У 8051 для достижения тех же результатов зачастую необходимо выполнять дополнительные пересылки в аккумулятор и из него.

У 80C196 можно использовать 16-разрядную внешнюю шину. Кроме того, цикл шины 80C196 в 3-4 раза короче, чем у 8051. В результате, 80C196 в 6-8 раз быстрее работает с внешней памятью. Отметим, что, для того, чтобы снизить стоимость изделий, можно вводить в шину циклы ожидания и сократить ее ширину до 8-ми бит; но даже в этом случае 80C196 будет иметь преимущество в 2-3 раза.

В задачах, требующих 16- и 32-разрядных вычислений, 80C196 примерно на порядок быстрее, поскольку имеет полноценный набор 16-разрядных арифметических инструкций.

Одним из самых эффективных способов сокращения времени разработки программ для микроконтроллеров является применение языка Си. Язык Си базируется на широком использовании стека и указателей. Однако для 8051 использование Си затруднено и ведет к большим накладным расходам, и вот почему. Поскольку 8051 имеет небольшой стек, Си-компиляторы для 8051 генерируют дополнительный код, эмулирующий большой стек во внешней памяти данных. Вдобавок 8051 имеет всего один 16-разрядный указатель - DPTR, и компиляторам также приходится генерировать дополнительный код, чтобы компенсировать этот недостаток. Все это приводит к замедлению программ и увеличению их размера. У 80C196 таких проблем нет - стек имеет размер до 64 КБайт, а в качестве указателя можно использовать любое из 116 слов встроенной регистровой памяти.








Дата добавления: 2016-03-27; просмотров: 539;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.