微控制器芯片ET44M210設計

1 概述

8位單片機的低成本、易開發(fā)、技術資源豐富等優(yōu)點，使得其它高位單片機無法與其匹配，因此，無論是芯片制造商還是系統(tǒng)應用開發(fā)人員，對8位單片機的現(xiàn)狀和發(fā)展都給予了極大的關注。

8位嵌入式微處理器發(fā)展的一個重要特點是片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)化。SoC化的技術含義就是在一個芯片上廣泛使用知識產權IP(Intellectual Property)，從而加速了嵌入式系統(tǒng)的研制和開發(fā)過程。從設計上來說，SoC是一個通用設計復用達到高生產率的軟、硬件協(xié)同設計;從方法學的角度來說，SoC在開發(fā)工具和程序設計方面作了許多突出的改進，例如IP核可重用設計、規(guī)范化的接口及測試方法、內置嵌入式操作系統(tǒng)等。這些改進為8位嵌入式微處理器的深入應用開辟了更為廣泛的前景。綜合有關文獻，8位嵌入式微處理器研制技術的發(fā)展特點如圖1所示。

SoC嵌入式系統(tǒng)從真正意義上實現(xiàn)了所謂“片上系統(tǒng)”，即芯片級的系統(tǒng)應用。一個嵌入式微處理器芯片可以包含若干個知識產權IP模塊，用戶可以根據需求選用某種型號的芯片或向制造廠商定制。長期以來，嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)一直落后于硬件技術的發(fā)展，是阻撓嵌入式系統(tǒng)快速發(fā)展的一個“瓶頸”。解決這一問題的重要途徑就是使用“可重用”的IP模塊程序IPP(Intellectual Property Program)，它可以極大地加速軟件的開發(fā)過程。這一方法有望可以使得嵌入系統(tǒng)應用程序的開發(fā)變得簡單、方便和快捷。

繼JTAG接口之后，一種使用USB接口的“仿真+實驗模板”實現(xiàn)全仿真的開發(fā)方式，引起業(yè)界的越大關注。使用這種開發(fā)工具，只需要花費幾百元錢就可以得到全功能的仿真操作和程序代碼寫入工具。這種廉價而又高質量的開發(fā)方式，無疑將對嵌入式微處理器的普及和推廣產生巨大的影響。本文介紹的ET44M210芯片是一款低價格、高性能、采用CMOS工藝制造、具有RISC架構的8位微控制器芯片。芯片采用SMA封裝，引腳數為100，由臺灣義統(tǒng)電子股份有限公司(Etoms Electronics Corp.)設計生產。ET44M210的設計充分體現(xiàn)了當今SoC化產品的特征，在IP模塊、開發(fā)工具和程序設計方面頗具特色。

2 ET44M210芯片的IP模塊

ET44M210芯片包含有10個IP模塊，其結構如圖2所示。

微控制器MCU

MCU是ET44M210芯片的核心。它的工作電壓范圍為2.2V～3.6V DC,工作頻率范圍為0Hz～48MHz。該芯片采用RISC指令架構，有直接、間接和相對三種尋址方式，除了條件轉移指令是雙字節(jié)以外，其它所有指令均為單字節(jié);具有上電復位、看門狗、密碼保護等功能;共有20個中斷源，16層堆棧;采用CMOS工藝制造，具有低功耗特點，典型工作電流為1.5mA(使用6MHz晶振、工作電壓3.V時)，待機時的工作電流僅為1μA。