具有DSP功能的16位微控制器80296SA

X86改變了處理器的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在INTEL又將這一技術(shù)應(yīng)用于16位微控制器80196系列之中，并開(kāi)發(fā)了新一代的單片機(jī)80296SA.它結(jié)合了 80196的基本結(jié)果以及一個(gè)具有指令流水線(xiàn)的RISC技術(shù)，并經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)和產(chǎn)生而成。該器件在許多方面有重大改進(jìn)，因而使它在性能上更加適合于嵌入式測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用。

1 性能特點(diǎn)

80296SA是在80196結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)的，因此，它的指令系統(tǒng)與早期的MCS96系列單片機(jī)二進(jìn)制代碼兼容，并在其基礎(chǔ)上有所增加。其管腳與 80196NP和80196NU的管腳兼容。它的四段指令流水線(xiàn)能在同一時(shí)刻分別完成四條指令的取指、譯碼、讀——運(yùn)行以及運(yùn)行——寫(xiě)操作。因而大大提高了指令的運(yùn)行效率。它的時(shí)鐘頻率可以高達(dá)50MHz。80296還包括一個(gè)鎖相環(huán)電路（PLL）。因此，外部時(shí)鐘能以最大的內(nèi)部時(shí)鐘頻率的1/2或1/4 輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)器件。當(dāng)運(yùn)行頻率為50MHz時(shí)，可以通過(guò)管腳選擇25MHz或12.5MHz晶體來(lái)連接。80296SA的運(yùn)行速度是標(biāo)準(zhǔn)的80196的5 倍，是80196NU的2倍。

80296SA內(nèi)含一個(gè)512字節(jié)的內(nèi)部寄存器存儲(chǔ)區(qū)，分為高、低兩個(gè)區(qū)域，各占256個(gè)字節(jié)。低端的0H到17H地址區(qū)為特殊功能寄存器（SFR）。低端寄存器區(qū)可以使用指令對(duì)其直接尋址，高端寄存器區(qū)則需要使用間接尋址方式。當(dāng)然，通過(guò)使用窗口寄存器方式尋址，可將高端寄存器區(qū)映象到低端寄存器區(qū)的一些相應(yīng)位置，因而也可以對(duì)其直接尋址。通過(guò)改變窗口可以使設(shè)計(jì)者快捷方便地進(jìn)行編程。

80296SA還有一個(gè)內(nèi)部的2k字節(jié)的代碼/數(shù)據(jù)SRAM。它的地址映象在F800H-FFFFH區(qū)域。這些RAM用于存放時(shí)間性高的代碼，例如中斷服務(wù)子程序。也可存放時(shí)間性強(qiáng)的數(shù)據(jù)，如嵌入數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)據(jù)表格、堆?；蛑袛嘞蛄勘淼?。它的特點(diǎn)是處于器件內(nèi)部，不必對(duì)數(shù)據(jù)和地址總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)，存取速度快。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)需要決定它的用途。這個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)也可以使用窗口寄存器方式將部分地址映象到低端寄存器存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行直接訪(fǎng)問(wèn)。

窗口是80196系列特有的一項(xiàng)工藝。它用來(lái)擴(kuò)展那些被寄存器直接尋址方式存取的寄存器的數(shù)據(jù)。直接尋址能夠使用短的、快速的指令訪(fǎng)問(wèn)低端寄存器區(qū)。有了窗口，直接尋址也可以訪(fǎng)問(wèn)高端寄存器和外圍接口SFR。80296SA使用80196已有的窗口選擇寄存器WSR選擇窗口，另外還增加了一個(gè)窗口選擇寄存器WSR1，這使得編程更加靈活。

80296SA的外圍接口包括一個(gè)事件處理陣列（EPA）（用于從事與兩個(gè)帶有4個(gè)捕捉/比較通道的定時(shí)器計(jì)數(shù)據(jù)器TIME1和TIME2相聯(lián)系的I/O 功能）、三個(gè)通道PWM信號(hào)發(fā)生器（高達(dá)193kH在、一個(gè)帶有波特率發(fā)生器的SIO串行接口以及6個(gè)片選的存儲(chǔ)器控制器。外圍接口SFR是I/O的控制寄存器，地址在1F00H～1FFFH，可以設(shè)置為窗口。80296SA還包括一個(gè)總線(xiàn)出讓電路，允許一個(gè)外部器件對(duì)總線(xiàn)控制。另外，80296SA還有一個(gè)中斷控制器。設(shè)計(jì)者既能象早期MCS96中斷一樣編程控制，也可按中斷優(yōu)先權(quán)排列編程控制。中斷向量表分為低區(qū)（FF2000H～FF2007H）和高區(qū)（FF2030H～FF203FH）兩個(gè)區(qū)域，用來(lái)存放中斷服務(wù)程序的首地址。