1.2.2. Микроконтроллеры с внешней памятью.

Некоторые микроконтроллеры (особенно 16- и 32-разрядные) используют только внешнюю память, которая включает в себя как память программ (ROM), так и некоторый объем памяти данных (RAM), требуемый для данного применения.

Микроконтроллеры с внешней памятью предназначены для других применений, нежели встраиваемые микроконтроллеры. Эти применения обычно требуют большого объема памяти (RAM) и небольшого количества устройств (портов) ввода-вывода. Для микроконтроллеров с внешней памятью наиболее подходящими являются приложения, в которых критическим ресурсом является память, а не число логических входов-выходов общего назначения, тогда как для встраиваемых микроконтроллеров имеет место противоположная ситуация.

Типичным примером применения для микроконтроллера с внешней памятью является контроллер жесткого диска с буферной кэш-памятью, который обеспечивает промежуточное хранение и распределение больших объемов данных (обычно измеряемых в мегабайтах). Внешняя память дает возможность такому микроконтроллеру работать с более высокой скоростью, чем встраиваемый микроконтроллер.

1.2.3. Цифровые сигнальные процессоры

Цифровые сигнальные процессоры (DSP) - относительно новая категория процессоров. Эти микропроцессоры решают задачи, которые традиционно решала аналоговая схемотехника. К сигнальным процессорам предъявляются специфические требования. От них требуются максимальное быстродействие, малые габариты, легкая стыковка с аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями, большая разрядность обрабатываемых данных и небольшой набор математических операций.

Назначение DSP состоит в том, чтобы получать текущие данные от аналоговой системы и формировать соответствующий отклик. DSP и их ALU (Arithmetic Logic Unit - арифметико-логическое устройство, которое является аппаратным средством для выполнения вычислений) работают с очень высокой скоростью, что позволяет осуществлять обработку данных в реальном масштабе времени.

DSP часто используются в активных шумо-подавляющих микрофонах, которые устанавливаются в самолетах (второй микрофон обеспечивает сигнал окружающего шума, который вычитается из сигнала первого микрофона, позволяя таким образом подавить шум и оставить только голос) или для подавления раздвоения изображения в телевизионных сигналах.

В разнообразных DSP можно найти особенности, присущие как встраиваемым микроконтроллерам, так и микроконтроллерам с внешней памятью, DSP не предназначены для автономного применения. Обычно они входят в состав систем, используясь в качестве устройств управления внешним оборудованием, а также для обработки входных сигналов и формирования соответствующего отклика.

1.3. Архитектура микроконтроллеров.

Различают два основных вида архитектуры:

1. Микропроцессоры с архитектурой CISC ( Complex Instruction Set Computers) архитектура вычислений с полной системой команд. Реализующие на уровне машинного языка комплексные наборы команд различной сложности.

2. RISC (Reduced Instruction Set Computer), что в переводе означает сокращённая система команд компьютера. Суть ее состоит в выделении наиболее употребительных операций и создании архитектуры, приспособленной для их быстрой реализации. Это позволило в условиях ограниченных ресурсов разработать компьютеры с высокой пропускной способностью.

Сравнительные характеристики различных типов архитектуры приведены в таблице 1.

Микроконтроллеры PICmicro построены по RISC архитектуре. Микроконтроллеры с RISC процессорами фирмы Microchip очень эффективны. Компактный код программы получается вследствие того, что все команды имеют размер в одно слово. Это предполагает, что все инструкции имеют одну длину и выбираются за один машинный цикл.

Набор инструкций этих микроконтроллеров широкий, тщательно подобранный специально для задач управления. Гарвардская архитектура процессора, очередь команд, RISC набор команд - все это позволило добиться очень высокого быстродействия и получить очень компактный код. Все команды микроконтроллера, за исключением команд перехода, выполняются за один машинный цикл, который составляет 4 периода тактового генератора. Так, например, на тактовой частоте 20 МГц производительность микроконтроллеров достигает 5 MIPS.

Таблица 1.

CISC-архитектура	RISC-архитектура
Многобайтовые команды	Однобайтовые команды
Малое количество регистров	Большое количество регистров
Сложные команды	Простые команды
Одна или менее команд за один цикл процессора	Несколько команд за один цикл процессора
Традиционно одно исполнительное устройство	Несколько исполнительных устройств