Шпаргалки по МПС / MPS_shprots / Вопрос 17
.docАрхитектура iMCS96
Основными функциональными частями микроконтроллера являются процессор, память и периферия. В состав процессора входят арифметико-логическое устройство (АЛУ) и регистровое оперативное запоминающее устройство (РОЗУ).
АЛУ - В отличие от микроконтроллеров других семейств АЛУ микроконтроллера семейства MCS-96 не имеет регистра-аккумулятора. В качестве регистра-аккумулятора может использоваться любой регистр РОЗУ.
На частоте 16 МГц АЛУ выполняет 2 млн. оп/с при выполнении элементарных операций над знаковыми/беззнаковыми данными длиной 1 или 2 байт. Для этих чисел имеются также и операции умножения и деления (быстродействие: 580 тыс. умножений/сек, 330 тыс. делений/сек).
РОЗУ - у микроконтроллеров разных типов может содержать 232, 360, 488 или 1000 восьмиразрядных регистров. Регистры РОЗУ используются для хранения только данных.
Память - представлена постоянным запоминающим устройством (ПЗУ, ROM). У микроконтроллеров некоторых типов в состав памяти входит оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM). Ячейки памяти в ОЗУ и ПЗУ могут использоваться для хранения данных и команд программы.
ПЗУ - у контроллеров разных типов может содержать 8К, 12К, 16К, 24К или 32К восьмиразрядных ячеек памяти. В ПЗУ имеется область, предназначенная для хранения специальных данных (векторы прерывания, ключ защиты ПЗУ и другие специальные коды).
ОЗУ - у контроллеров разных типов может иметь 128, 256 или 512 восьмиразрядных ячеек памяти. При использовании ОЗУ для размещения команд программы открывается возможность выполнять модификацию команд в процессе выполнения программы.
Почему iMCS96 быстрее, чем 8051?
Все 232 внутренних регистра iMCS96 имеют статус " аккумуляторов " - к ним можно непосредственно применять все необходимые арифметические и логические операции. У 8051 для достижения тех же результатов зачастую необходимо выполнять дополнительные пересылки в аккумулятор и из него.
У iMCS96 можно использовать 16-разрядную внешнюю шину. Кроме того, цикл шины iMCS96 в 3-4 раза короче, чем у 8051. В результате, iMCS96 в 6-8 раз быстрее работает с внешней памятью. Отметим, что, для того, чтобы снизить стоимость изделий, можно вводить в шину циклы ожидания и сократить ее ширину до 8-ми бит; но даже в этом случае iMCS96 будет иметь преимущество в 2-3 раза.
В задачах, требующих 16- и 32-разрядных вычислений, iMCS96 примерно на порядок быстрее, поскольку имеет полноценный набор 16-разрядных арифметических инструкций.