2. Основные аппаратные блоки семейства е5

2.1. «Ускоренный» 8051 микроконтроллер

Конфигурируемая система на кристалле Е5 является полностью совместимой с промышленными стандартами 8051/8052 и поддерживает их полный перечень команд. Содержит ресурсы стандартного 8051 микроконтроллера, включая три таймера/счетчика, дуплексный последовательный порт и 12 источников прерывания с тремя уровнями приоритета.

Особенность системы на кристалле Е5 – это высокопроизводительный 8–разрядный микроконтроллер с реконфигурируемым процессором, который обеспечивает выполнение машинного цикла за 4 такта (для большинства команд) в отличие от микроконтроллера стандарта 8051, который реализует 12 тактовые машинные циклы. Таким образом, производительность Е5 превосходит в 1,5 – 3 раза.

Система на кристалле Е5 обеспечивает наибольшую скорость выполнения команд даже при использовании того же резонатора, что и 8051, а также способна функционировать от низкочастотного резонатора с сохранением высокой производительности, что способствует уменьшению энергопотребления.

Конфигурируемая система имеет в распоряжении двойной указатель данных, удобный для передачи данных блоками.

Программируемые порты ввода/вывода

В распоряжении стандартного 8051 микроконтроллера имеются четыре 8-разрядных порта ввода/вывода, что составляет 32 линии. На кристалле Е5 процессор реализован с расширенными функциональными возможностями, поэтому реально его подключение к стольким разрядам портов ввода/вывода, сколько того запрашивают приложения.

Асинхронный интерфейс (UART)

Последовательный порт конфигурируемой системы представляет собой улучшенную модель UART 8051 (при сохранении временной совместимости). UART в Е5 имеет следующие особенности: автоматическое распознавание адреса и обнаружение кадровых ошибок.

Таймеры

В распоряжении микроконтроллера на кристалле Е5 имеются три 16-разрядных таймера, которые функционируют аналогично таймерам стандартного 8051. В режиме таймера производиться подсчет каждых 4-х или 12-ти тактов, что дает возможность функционирования аналогично стандартному 8051 микроконтроллеру.

Дополнительный сторожевой таймер используется как системный смотритель или таймер, программируемый на большие интервалы времени.

Прерывания

Структура прерываний системы на кристалле Е5 практически не отличается от структуры прерываний стандартного 8051 микроконтроллера, за исключением того, что источников и векторов прерываний больше, ввиду расширенных возможностей и периферии.

Указатель данных

Микроконтроллер стандарта 8051 имеет только один 16-ти битный указатель данных, а Е5 – два за счет дополнительного указателя DPTR (DPL1, DPH1), который занимает два ранее не используемых стандартом 8051 регистра специального назначения (PCH).

Управление энергопотреблением

Как и 8051, Е5 допускает работу в двух возможных режимах – холостой и энергосберегающий (power-down). В холостом режиме работа микроконтроллера прекращается, в то время как счетчики, последовательный порт и блок прерываний продолжают действовать. Энергосберегающий режим не прерывает работу микросхемы, а лишь вводить ее в режим самого низкого энергопотребления.

Сброс при включения питания

Конфигурируемая система на кристалле имеет возможность организации системного сброса при включении питания. Это исключает необходимость во внешних емкостно-резистивных связях, которые обязательны для микроконтроллера стандарта 8051.