7. Сравнительная характеристика микроконтроллеров avr и мк51. Пути повышения быстродействия в avr-микроконтроллере.

Следующая отличительная черта AVR-МК – регистровый файл быстрого доступа. Каждый из 32-х регистров общего назначения длиной 1 байт непосредственно связан с арифметико-логическим устройством (ALU) процессора. Другими словами, в AVR-МК существует 32 регистра – аккумулятора. Это обстоятельство позволяет в сочетании с конвейерной обработкой выполнять одну операцию в ALU за один машинный цикл. Так, два операнда извлекаются из регистрового файла, выполнятся команда и результат записывается обратно в регистровый файл в течение только одного машинного цикла. Шесть из 32-х регистров файла могут использоваться как три 16-разрядных указателя адреса при косвенной адресации данных. Один из этих указателей применяется также для доступа к данным, записанным в памяти программ МК. Использование трех 16-битных указателей существенно повышает скорость пересылки данных при работе прикладной программы. Регистровый файл занимает младшие 32 байта в общем адресном пространстве RAM AVR. Такое архитектурное решение позволяет получать доступ к быстрой «регистровой» оперативной памяти МК двумя путями – непосредственной адресацией в коде команды к любой ячейке и другими способами адресации ячеек. В технической документации фирмы Atmel это полезное свойство носит название «быстрое контекстное переключение» и является еще одной отличительной особенностью архитектуры AVR, повышающей эффективность работы МК и его производительность.

По разнообразию и количеству реализованных инструкций (число команд, например, для Atmega103 равно 121) AVR больше похожи на CISC, чем на RISC процессоры. Например, у PIC-контроллеров система команд насчитывает до 75 различный инструкций, а у МС51 она составляет 111.

8. Оцените содержимое аккумулятора мк51 после выполнения команд

MOV A,#N ;запись в А число N

MOV B,#M;запись в В число M

DIV AB ; деление А на В, после чего результат деления записывается старший байт в A. а младший в B, но так как числа А и В однобайтовые, то в A после деления запишется 0, а в B число равное целой части от N/M.

MUL AB ; произведение А на В дает 0 и записывается старший бит в В, а младший в А.

После выполнения данных команд в А будет записано число 00H, независимо от чисел N и М.Нужно знать: М≠0.

10. Регистр состояния программы мк51. Назначение отдельных битов psw.

При выполнении многих команд в АЛУ формируется ряд признаков операции (флагов), которые фиксируются в регистре СП. PSW (C,AC,F0,RS1,RS0,OV,-,P)

C - Флаг переноса. Устанавливается и сбрасывается аппаратурными средствами или программой при выполнении арифметических и логических операций

AC - Флаг вспомогательного переноса. Устанавливается и сбрасывается только аппаратурными средствами при выполнении команд сложения и вычитания и сигнализирует о переносе или заем в бите 3

F0 - Флаг 0. Может быть установлен, сброшен или проверен программой как флаг, специфицируемый пользователем

RS1 - RS0 - Выбор банка регистров. Устанавливается и сбрасывается программой для выбора рабочего банка регистров

00 - банк 0 (00Н - 07Н)

01 - банк 1 (08Н - 0FН)

10 - банк 2 (10Н - 17Н)

11 - банк 3 (18Н - 1FН)

OV - Флаг переполнения. Устанавливается и сбрасывается аппаратно при выполнении арифметических операций

P - Флаг паритета, выполняет контроль по четности