В HTML      В PDF
микроэлектроника, микросхема, микроконтроллер, память, msp430, MSP430, Atmel, Maxim, LCD, hd44780, t6963, sed1335, SED1335, mega128, avr, mega128  
  Главная страница > Обзоры по типам > Микроконтроллеры > AVR

реклама

 
радиационно стойкие ПЗУ Миландр

Продажа силового и бронированного кабеля и провода в Москве




Arduino Uno R3 Atmega328
готовый модуль
Лучшая Цена 335 руб




Стартовый набор с большим набором аксесуаров
Arduino Uno R3 Atmega328
Лучшая Цена 2211 руб



6. ЦПУ AVR

6.1. Отличительные особенности

  • 8/16-битная высокоэффективная RISC-архитектура AVR
    • 138 инструкций
    • Аппаратное умножающее устройство
  • 32 8-битных регистра, напрямую подключенных к ALU
  • Стек в RAM
  • Указатель стека доступен в пространстве памяти ввода-вывода
  • Прямая адресация до 16 Мбайт памяти программ и памяти данных
  • Возможность 16/24-битного доступа к 16/24-битным регистрам ввода-вывода
  • Поддержка 8-, 16- и 32-битной арифметики
  • Возможность защиты от изменения критических настроек системы

6.2. Обзор

Микроконтроллеры XMEGA A3 выполнены на основе 8/16-битного ЦПУ AVR. Основным назначением ЦПУ AVR является гарантирование корректности выполнения программы. Таким образом, ЦПУ должно быть способно осуществлять доступ к запоминающим устройствам, выполнять вычисления и управлять УВВ. Механизм обработки прерываний описывается в отдельном разделе. Функциональная схема ЦПУ показана на рисунке 6.1.

Функциональная схема ЦПУ
Рисунок 6.1. Функциональная схема ЦПУ

Микроконтроллер AVR выполнен по Гарвардской архитектуре, т.е. с отдельными памятью и шинами программ и данных. Инструкции, хранящиеся в памяти программ, выполняются с использованием одноуровневого конвейера. Это означает, что одновременно с выполнением текущей инструкции будет осуществляться выборка следующей инструкции.

Такой механизм позволяет выполнять по одной инструкции за каждый цикл синхронизации. В качестве памяти программ выступает внутрисистемно-перепрограммируемая Flash-память.

6.3. Файл регистров

Файл регистров состоит из 32-х 8-битных рабочих регистров общего назначения, отличающихся быстродействующим циклом доступа (1 цикл синхронизации). Благодаря этому, арифметико-логическое устройство выполняет операцию также за один цикл синхронизации. Типичная операция ALU, выполняемая за один цикл синхронизации, состоит из считывания двух операндов из файла регистров, выполнения операции и записи результата обратно в файл регистров.

Шесть из 32 регистров можно использовать как три 16-битных регистра-указателя для косвенной адресации в пространстве памяти данных. Один из этих трех регистров-указателей также может использоваться в качестве указателя на таблицу констант во Flash-памяти.

6.4. ALU - арифметико-логическое устройство

Высокоэффективное арифметико-логическое устройство (ALU) предназначено для выполнения арифметических и логических операций над двумя регистрами, или над константой и регистром. Им также поддерживаются операции над одним регистром. Арифметические операции над регистрами общего назначения или над регистром и константой выполняются за один цикл синхронизации. По завершении арифметической или логической операции обновляется содержимое регистра статуса, сигнализируя о результате завершения операции.

Операции ALU разделяются на три основных категории: арифметические, логические и битовые функции. Поддерживаются, как 8-, так и 16-битные арифметические операции. Кроме того, набор инструкций позволяет легко реализовать 32-битные арифметические операции. Блок ALU также оснащен мощным умножающим устройством, поддерживающее знаковое и беззнаковое умножение, а также дробный формат.

6.5. Поток программы

Сразу после подачи питания ЦПУ начинает выполнять инструкции по наименьшему адресу Flash-памяти программ - '0'. Счетчик программы (PC) указывает на адрес следующей подлежащей выборке инструкции. После сброса, PC адресует на ячейку с адресом '0'.

Поток программы управляется инструкциями условного и безусловного переходов и вызовов подпрограмм, способные напрямую адресоваться к любой части адресного пространства. Большинство инструкций AVR являются 16-битными, но имеется и несколько 32-битных инструкций.

Во время обработки прерываний и выполнения подпрограмм адрес возврата PC хранится в стеке. Поскольку стек являются частью общего SRAM, то его возможный размер ограничивается с одной стороны общим размером SRAM, а, с другой стороны, размером части SRAM, которая используется для хранения данных. После сброса указатель стека (SP) указывает на наибольший адрес во внутреннем SRAM. Регистр SP расположен в пространстве памяти ввода-вывода и поддерживает возможность, как чтения, так и записи, что облегчает реализацию нескольких стеков или областей стеков. Доступ к данным в SRAM можно легко осуществить с помощью пяти поддерживаемых ЦПУ AVR режимов адресации.



<-- Предыдущая страница Оглавление Следующая страница -->





 
Впервые? | Реклама на сайте | О проекте | Карта портала
тел. редакции: +7 (495) 514 4110. e-mail:info@eust.ru
©1998-2016 ООО Рынок Микроэлектроники