1.4. Высокопроизводительные 8-разрадные risc контроллеры семейства at90s

1.4.1. Вычислительные особенности

• Производительность, приближающаяся к 1 MIPS/МГц

• Усовершенствованная AVR RISC архитектура

• Раздельные шины памяти команд и данных, 32 регистра общего назначения

• Flash ПЗУ программ с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 1000 циклов стирание/запись

• ЭСППЗУ данных/ с возможностью внутрисистемной загрузки через SPI

• Последовательный канал/ 100000 циклов стирание/запись

• Блокировка режима программирования

• Встроенные аналоговый компаратор/ сторожевой таймер, порты SPI и UART/ таймеры/

• Полностью статические приборы - работают при тактовой частоте от 0 Гц до 20 МГц

• Диапазон напряжений питания от 2,7 В до 6,0 В

• Режимы энергосбережения: пассивный (idle) и стоповый (power down)

КМОП микроконтроллеры семейства AT90S выполнены по AVR™ RISC архитектуре с раздельной памятью программ и данных и раздельными шинами для памяти программ и данных (Гарвардская архитектура). AVR ядро объединяет мощную систему команд с 32 регистрами общего назначения и конвейером (в одном цикле одна команда выполняется а другая выбирается) выборки из памяти программ. Все 32 регистра напрямую связаны с АЛУ, что позволяет выполнять обращение к двум независимым регистрам и возвращать результат одной командой, выполняемой в одном цикле. Шесть регистров могут использоваться как три 16-разрядных указателя адреса данных (кроме прибора AT90S1200). Выполняя команды за один тактовый цикл, прибор обеспечивает производительность, приближающуюся к 1 MIPS на МГц, что на порядок больше, чем у CISC микроконтроллеров. Архитектура эффективно поддерживает как языки высокого уровня, так и программы, написанные на экстремально плотных языках ассемблера.

Микроконтроллеры семейства оснащены встроенной загружаемой Flash памятью EEPROM, обеспечивающей внутрисистемное перепрограммирование с использованием интерфейса SPI или программирование внешними стандартными программаторами энергонезависимой памяти. Поскольку все команды 16-разрядного или 32-разрядного формата, то Flash память программ имеет 16-разрядную организацию. В качестве памяти данных в микроконтроллерах семейства используется комбинация СОЗУ и ЭСППЗУ (у прибора AT90S1200 только ЭСППЗУ) в которых размещается также и пространство памяти ввода/вывода. Стек, предназначенный для хранения адресов возврата из подпрограмм и прерываний располагается в памяти данных (у прибора AT90S1200 стек выполнен аппаратно). Ряд AVR микроконтроллеров имеют встроенный в арифметическую часть АЛУ перемножитель.

Таблица 1.6

Основные характеристики микроконтроллеров семейства AT90S.

Тип прибора	Объем памяти (организация), бит	Объем (СОЗУ) памяти данных, байт	Тактовая частота, МГц.	Таймеры/счктчики, кол-во х разрядность	Другие отличия	Потребл. в активном/пассивном Vсс=ЗВ, f=4 МГц, мА
AT90S1200	1 К (512x16)	64x8	0...12	1x8	15 линий I/O, аппаратный стек	2/0,5
A9OS2313	2 К (1Кх16)	128х8	0...10	1х8, 1х16	15 линий I/O, ШИМ, UART	2,5/0,8
AT90S2323	2 К (lKx16)	128х8 (128х8)	0...10	1х8	3 линии I/O,	3/1,2
АТ90S2343	2 К (lKx16)	128х8 (128х8)	0...10	1х8	5 линий I/O,	3/1,2
A90S4414	4К (2Кх16)	256х8 (256х8)	0...8	1х8, 1х16	32 линии I/O, ШИМ, UART	3,5/1
AT90S4434	4К (2Кх16)	256х8 (256х8)	0...8	2х8, 1х16	32 линии I/O, ШИМ, UART 8xl0 АЦП, аналог. компаратор	3/1,2
AT90S8535	8K (4Кх16)	512х8 (512x8)	0...8	2х8, 1х16	32 линии I/O, ШИМ, UART 8xl0 АЦП, аналог. компаратор	3/1,2
АТ9058515	8K (4Кх16)	256х8 (256х8)	0...8	1х8,1х16	32 линии I/O, ШИМ, UART	3,5/1.2
ATmega103	128 К (64Кк16)	4Кх8 (4Kx8)	0...6	3х16	40 линий I/O, 3 ШИМ, UARТ, 8xl0 АЦП, аналог. компаратор	3/1,2
AТmega603	64 К (32Kx16)	2Кх8 (4Кх8)	0...6	3х16	40 линий I/O, 3 ШИМ, UARТ, 8xl0 АЦП, аналог. компаратор	3.0/1,2

Микроконтроллеры семейства AT90S поставляются в очищенном состоянии - содержимое и Flash памяти программ и ЭСППЗУ данных находится в состоянии FF и готово к программированию.

Объединение на одном кристалле усовершенствованного 8-разрядного RISC ЦПУ с загружаемым Flash ПЗУ позволило фирме создать мощные микроконтроллеры, обеспечивающие высокую гибкость и экономичность в использовании приборов в качестве встраиваемых контроллеров.