Раздел 1. Архитектура MSP430

Введение

В этом разделе описывается архитектура MSP430

1.1 Архитектура

Микроконтроллеры семейства MSP430 содержат 16-разрядное RISC CPU, периферийные модули и гибкую систему тактирования, соединенные через фон-Неймановскую общую адресную шину (MAB) памяти и шину памяти данных (MDB). Объединяя современное CPU с отображаемыми в памяти аналоговыми и цифровыми периферийными устройствами, семейство MSP430 предлагает решения для приложений со смешанными сигналами.

Семейство MSP430 обладает следующими ключевыми особенностями:

• Архитектура с ультранизким потреблением, увеличивающая время работы при питании от батарей:
      - для сохранности содержимого ОЗУ необходим ток не более 0,1 мкА;
      - модуль тактирования реального времени потребляет 0,8 мкА;
      - ток потребления при максимальной производительности составляет 250 мкА;
• Высококачественная аналоговая периферия для выполнения точных измерений:
      - встроенные модули 12-разрядного или 10-разрядного АЦП скоростью 200 ksps;
      - имеется температурный датчик и источник опорного напряжения VRef;
      - сдвоенный 12-разрядный ЦАП;
      - таймеры, управляемые компаратором для измерения резистивных элементов;
      - схема слежения (супервизор) за напряжением питания;
• 16-разрядное RISC CPU, допускающее новые приложения к фрагментам кода:
      - большой регистровый файл снимает проблему «узкого файлового горлышка»ii;
      - компактное ядро имеет пониженное энергопотребление и стоимость;
      - оптимизировано для современного высокоуровневого программирования;
      - набор команд состоит из 27 инструкций, поддерживается семь режимов адресации;
      - расширенные возможности векторных прерываний;

Возможность внутрисхемного программирования Flash-памяти позволяет гибко изменять и обновлять программный код, производить регистрацию данных.

1.2 Гибкая система тактирования

Система тактирования разработана специально для использования в приложениях с питанием от батарей. Вспомогательная низкочастотная система тактирования (ACLK) работает непосредственно от обычного 32 кГц часового кристалла. Модуль ACLK может использоваться в качестве фоновой системы реального времени с функцией самостоятельного «пробуждения». Интегрированный высокоскоростной осциллятор с цифровым управлением (DCO) может быть источником основного тактирования (MCLK) для ЦПУ и высокоскоростных периферийных устройств. Модуль DCO становится активным и стабильным менее чем через 6 мкС после запуска. Решения на основе архитектуры MSP430 позволяют эффективно использовать высокопроизводительное 16-разрядное RISC CPU в очень малые промежутки времени:

• низкочастотная вспомогательная система тактирования обеспечивает работу микроконтроллера в режиме ультранизкого потребления мощности;
• активизация основного высокоскоростного модуля тактирования позволяет выполнить быструю обработку сигналов.

Рис.1-1 Архитектура MSP430

1.3 Встроенная эмуляция

Специальная встроенная логическая подсистема эмуляции находится непосредственно в устройстве и доступна через JTAGiii без использования дополнительных системных ресурсов.

Выгоды встроенной эмуляции состоят в следующем:

• возможна фоновая разработка и отладка на полной рабочей скорости выполнения программы;
• поддерживается использование контрольных точек и пошаговое выполнение программы;
• объект внутрисхемной разработки имеет те же характеристики, что и в конечном устройстве;
• сохраняется целостность смешанных сигналов, на которую не влияют помехи кабельной разводки.

1.4 Адресное пространство

Семейство MSP430 имеет фон-Ньюмановскую архитектуру с единым адресным пространством для регистров специального назначения (SFR), периферии, ОЗУ и Flash-памяти программ, в соответствии с рис.1.2. Конкретное распределение памяти можно узнать из справочных данных на интересующее устройство. Доступ к программному коду выполняется всегда по четным адресам. Данные могут быть доступны как байты или как слова.

Общий объем адресуемой памяти составляет 64 кБ, с учетом предполагаемого расширения.

Рис.1-2 Карта памяти

1.4.1 Flash-память программ

Начальный адрес Flash-памяти зависит от объема имеющейся памяти и различается для разных устройств. Конечный адрес Flash-памяти всегда 0FFFFh. Flash - память может использоваться как для программного кода, так и для данных. Байты или слова таблиц данных могут сохраняться и использоваться непосредственно в Flash-памяти, что исключает необходимость копировать эти таблицы в ОЗУ перед дальнейшим использованием.

Таблица векторов прерываний занимает верхние 16 слов адресного пространства Flash-памяти, при этом вектор прерывания с наивысшим приоритетом находится в самом верхнем адресном слове Flash-памяти (0FFFEh).

1.4.2 ОЗУ

ОЗУ начинается с адреса 0200h. Конечный адрес ОЗУ зависит от объема представленной памяти и различается для каждого конкретного устройства. ОЗУ может использоваться как для программного кода, так и для данных.

1.4.3 Периферийные модули

Периферийные модули отображены в адресном пространстве. Адреса с 0100 до 01FFh зарезервированы для 16-разрядных периферийных модулей. Они будут доступны с помощью команд-слов. Если используются однобайтные команды, допустимы только четные адреса, при этом старший байт результата всегда будет содержать «0».

Адресное пространство с 010h по 0FFh зарезервировано для 8-разрядных периферийных модулей. Эти модули доступны с помощью однобайтных команд. Чтение байтов модулей с помощью команд-слов приведет к появлению в старшем байте непредсказуемого содержимого. Если в байт модуля будут записываться данные в виде слова, то в регистре периферийного модуля сохранится только младший байт этого слова, старший будет проигнорирован.

1.4.4 Регистры специального назначения (SFRs)

Некоторые функции периферии конфигурируются в SFRs. Регистры специального назначения расположены в низших 16-ти байтах адресного пространства и организованы в виде байтов. Обращение к регистрам SFRs производится только с использованием однобайтных команд. Назначение отдельных битов регистров SFRs описано в техническом руководстве на каждое конкретное устройство.

1.4.5 Организация памяти

Байты расположены в четных или нечетных адресах. Слова располагаются только в четных адресах, как показано на рис.1.3. При работе с командами-словами должны использоваться только четные адреса. Младший байт слова всегда расположен по четному адресу. Старший байт – в следующем нечетном адресе. Например, если слово данных расположено по адресу xxx4h, то младший байт слова данных будет иметь адрес xxx4h, а старший байт слова адрес xxx5h.

Рис.1-3 Биты, байты и слова в памяти, организованной побайтно

scooter-help.fatal.ru/pokupka.html" class="sale">куплю скутер - купим Ваш скутер в любом состоянии

Получить консультации и преобрести компоненты вы сможете у официальных поставщиков фирмы Texas Instruments,

---

---

Главная - Микросхемы - DOC - ЖКИ - Источники питания - Электромеханика - Интерфейсы - Программы - Применения - Статьи