2.4 Способы адресации
Система команд MCS-96 содержит следующие типы адресации: регистровая (register — direct), косвенная (indirect), автоинкрементная (indirect with autoincrement), непосредственная (immediate), короткая индексная (short-indexed ) и длинная индексная (long-indexed). Эти типы адресации увеличивают гибкость и скорость выполнения команд устройствами MCS-96. Каждая команда использует по крайней мере один из способов адресации.
Регистровая адресация и непосредственная адресация выполняются наиболее быстро. Регистровая адресация обеспечивает доступ к файлу регистров и SFR. Непосредственная адресация использует информацию, следующую за кодом команды, как операнд. Уникальной особенностью микроконтроллера 80296SA является расширение возможностей оконной адресации внутреннего регистрового ОЗУ на область внешней памяти, что позволяет применять быстродействующую прямую регистровую адресацию для доступа не только к внутренней регистровой памяти, но и к внешней памяти.
Оба режима косвенной адресации используют значение слова в регистре как адрес операнда. Автоинкрементная адресация увеличивает адресное слово на единицу после операции с байтом, и на два после операции со словом. Этот способ адресации обеспечивает легкий доступ к справочным таблицам.
Длинная индексная адресация обеспечивает прямой доступ к любой ячейке 64К адресного пространства. Этот способ формирует адрес операнда добавлением 16-битного значения к регистровому слову. Индексирование с нулевым регистром позволяет иметь прямую адресацию к любой ячейке. Короткая индексная адресация формирует адрес операнда добавлением 8-битного значения к регистровому слову.
Кроме того имеются расширенные версии команд прерываемой и непрерывной передачи блока. Множество способов адресации семейства MCS-96 делает легким программирование на языке ассемблера и обеспечивает отличную взаимосвязь с языками высокого уровня. Команды ассемблера, состоят из мнемоники, за которой следуют адрес или данные.
2.5 Система команд
Система команд MCS-96 содержит более 100 команд различного назначения: арифметические команды, логические команды, стековые команды, команды работы с данными, команды перехода, команды вызова, команды условного перехода, команды сдвига, блочные команды, специальные команды, а также прочие команды. Арифметические и логические команды могут использовать любой из способов адресации, доступных в микроконтроллере. Архитектура данной системы команд — CISC (архитектура с полным набором команд). Об этом свидетельствует большое количество машинных команд, разнообразие способов адресации, наличие команд, где обработка совмещается с обращением к памяти. Однако есть отклонение от классической CISC-архитектуры: широко используется работа с регистрами, число регистров (регистровое ОЗУ), в зависимости от модели микроконтроллера, варьируется от 232 до 1500 (в частности 80296SA имеет 512 регистров).
2.6 Работа с внешними и внутренними устройствами
Стандартные I/O порты. 80296SA имеет четыре 8-битных I/O порта.
Все порты могут работать на вход и на выход. Порты 1-3 – это стандартные порты ввода/вывода с индивидуальным выбором специальных сигналов. Порт 4 – также является стандартным портом ввода/вывода, но обладает повышенной пропускной способностью.
Последовательный порт имеет один синхронный режим (Mode0) и три асинхронных (1, 2 и 3). Асинхронные режимы полностью дуплексные, т.е. они могут передавать и принимать данные одновременно. Приемник буферизован так, что прием второго байта может начаться до считывания первого. Передатчик также дважды буферизован. Наиболее общее использование синхронного Режима 0 — расширение возможностей устройств ввода-вывода, использующих регистры сдвигов. Режим 1 - стандартный асинхронный режим, используемый для нормальных последовательных коммуникаций. Структура данных для режима 1 состоит из 10 бит: стартовый, 8 бит данных (LSB первый) и стоповый бит. Если передача бита четности разрешена (PEN=1), бит дополнения до четности посылается вместо восьмого бита данных. Режимы 2 и 3 - девятибитные режимы общего пользования для межпроцессорных коммуникаций. Структура данных, используемых в этих режимах, состоит из 11 бит: стартовый, 9 бит данных (LSB первый) и стоповый бит. Устройства, работающие в режиме 2, будут вырабатывать прерывание при приеме только тогда, когда девятый информационный бит будет установлен. Устройства, работающие в режиме 3, всегда будут вырабатывать прерывание при приеме. Режим 3 позволяет передавать 8 информационных бит плюс бит дополнения до четности.
3 СРАВНЕНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ INTEL MCS-296 И FUJITSU MB90
1. Данные микроконтроллеры имеют сходные области применения, однако в Fujitsu упор делается на ускорение вычислений, а в Intel — на стабильность работы устройства.
2. Максимальная частота работы выше у микроконтроллеров Intel 296 – 50 МГц.
3. Fujitsu имеет больший объем памяти, чем Intel: 64 Мб (по сравнению с 6 Мб у 80296SA), в свою очередь микроконтроллеры Intel имеют гораздо больше РОН.
4. В Fujitsu максимальная скорость выполнения команды — около 68 нс при частоте 4 МГц, его производительность — 3,6 миллиона операций. Это меньше, чем у микроконтроллера Intel, выполняющего максимум 16 миллионов простейших операций сложения при частоте 50 МГц.
5. Микроконтроллеры MCS-296 имеют более сложную архитектуру и более высокую скорость передачи данных за счет наличия двух шин — адреса и данных, в Fujitsu лишь одна внутренняя шина.
6. В Fujitsu предусмотрено больше способов адресации — 23 по сравнению с 6 в Intel. Это позволяет найти наиболее подходящий способ адресации в зависимости от поставленной задачи.
7. Fujitsu имеет больше возможностей для работы с внешними устройствами, чем Intel (имеет больше портов ввода/вывода, а также интерфейсы CAN, DTP, I2C).
8. Микроконтроллеры Intel 296 не имеют встроенного АЦП, в то время как Fujitsu имеют производительный встроенный преобразователь (на обработку тратится 3 мкс).
9. Микроконтроллеры Intel выпускаются в различных конфигурациях устойчивости к температурам, поэтому их можно применять в более широком температурном диапазоне.
10. Среднее энергопотребление у MB90 ниже, чем у MCS-296 (40 мА и 150 мА), но вторые имеют режим POWER DOWN с потреблением 0,1 мкА, в то время как соответствующий режим Fujitsu имеет потребление 1 мкА.
11.Fujitsu имеют более мощную и функциональную систему таймеров, чем Intel.
Итог: при сравнении оказалось, что, в общем, микроконтроллеры Intel 296 обладают большей производительностью, чем Fujitsu MB90. Кроме того, серия MCS-296 имеет более низкую стоимость. Поэтому использование микроконтроллеров Intel 296 предпочтительнее. Однако, контроллеры Fujitsu в некоторых случаях удобнее в использовании за счет большого количества способов адресации, памяти и встроенного АЦП.
ЛИТЕРАТУРА
1. Fujitsu Semiconductor Datasheet «MB90470 F2MC-16LX Microcontrollers hardware manual»
2. 80296SA Microcontrollers User’s Manual
3. «Практическое руководство по применению 16-разрядных микроконтроллеров Intel MCS-196/296 во встроенных системах управления» Козаченко В.Ф. М.:ЭКОМ, 1997. -500с., илл
4. http://www.ce.cctpu.edu.ru/msclub/LITERATU/gusev/
5. http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/micros/phuton6.htm
6. http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Fujitsu/micros/mb90/MB90385.htm
0 комментариев