對于不同的微控制器(MCU)產(chǎn)品應(yīng)用,不僅需要考慮不同廠家MCU的性價比,而且還需要考慮不同指令系統(tǒng)下MCU應(yīng)用特點。針對不斷涌現(xiàn)出來的新的智能化電子產(chǎn)品,人們一直在開發(fā)適合于不同嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的MCU新產(chǎn)品。不同廠家的MCU產(chǎn)品其指令集各不相同,特別是指令集系統(tǒng)架構(gòu)的不同,如市場上廣泛應(yīng)用的MCS51系列和PIC系列微控制器則分別采用CISC指令系統(tǒng)和RISC指令系統(tǒng)。
微控制器按照指令系統(tǒng)可以分為CISC、RISC、類RISC(RISC-LIKE)等幾種。傳統(tǒng)的MCS51控制器屬于CISC型,其代碼密度高,但大多數(shù)指令需要多個時鐘周期完成。RISC型一般指令密度較低,但指令效率很高。類RISC型則兼有CISC和RISC的優(yōu)點。RISC和類RISC之所以有如此高的指令效率,得益于小指令集帶來的硬布線結(jié)構(gòu)和流水線結(jié)構(gòu)。簡單的指令集可以用硬布線進行指令譯碼,而不需要用微碼控制的方式,提高了譯碼的效率。流水線結(jié)構(gòu)將指令分成幾步完成,在流水線填滿工作時,每條指令的平均執(zhí)行時間(CPI)在1個時鐘周期左右。一般來說,RISC比同等的CISC要快50%--70%,同時更容易設(shè)計和糾錯。
因此,目前對8位微控制器的產(chǎn)品開發(fā)和研究設(shè)計主要是以兼容市場上已被客戶廣泛采用的產(chǎn)品為前提,不斷提高性能并降低功耗以適應(yīng)市場競爭和技術(shù)發(fā)展。對于原先為CISC指令系統(tǒng)的微控制器產(chǎn)品,在層出不窮的更新系列中已經(jīng)漸漸的融合進了RISC思想;對于采用RISC指令系統(tǒng)的微控制器來說,更多的做法仍然是針對高性能低功耗的需求對其整個體系架構(gòu)不斷地進行優(yōu)化和改善,尤其是流水線結(jié)構(gòu)的改進最為多見。
審核編輯:湯梓紅
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