Premier Electric | 8051 совместимые микроконтроллеры Cygnal производительностью 100 MIPS

English

Статьи

–	Анонсы
–	Публикации

	8051 – совместимые микроконтроллеры и средства разработки компании Cygnal
	(Обзорная статья в журнале Электроника N 12, 2002) Подробнее...

Рассылка новостей:

	подписаться
	отписаться

8051 совместимые микроконтроллеры Cygnal производительностью 100 MIPS
Шевердин А.А., 01.05.2002

Все большее количество современных электронных устройств предъявляют требования сверхвысокой производительности к своим аналоговым и цифровым системам управления. Именно для таких систем компанией Cygnal было разработано новое семейство микроконтроллеров — C8051F12x.

Семейство C8051F12x — это 8051–совместимые микроконтроллеры с беспрецедентной производительностью, достигающей 100 миллионов операций в секунду (MIPS), большими объемами памяти (флэш 128 Мбайт, ОЗУ 8 Кбайт) и встроенной аналогово–цифровой периферией.

Микроконтроллеры семейства содержат:

Многоканальные АЦП с разрешением 8 и 12 или 10 бит, с программируемыми входными усилителями и режимами «оконного» детектора
Два 12–тибитных ЦАП и PCA — матрица с возможностью генерации ШИМ последовательностей
Встроенные компараторы, датчик температуры, источники опорных напряжений, супервизор и двунаправленная схема сброса
Встроенные интерфейсы SMBus/I2C, SPI, два UART и внешней памяти данных
Пять 16–тибитных таймеров + дополнительный таймер Watchdog
Четыре или восемь однобайтных порта ввода/вывода
Программируемый встроенный генератор с возможностью работы от внешних RC, кварцевого резонатора или генератора

Особенностью микроконтроллеров является улучшенная структура ядра, позволяющая достигнуть высокой производительности (100 MIPS) при тактовой частоте генератора 25 МГц и полной совместимостью с 8051–инструкциями. Это достигается учетверением тактовой частоты ядра с помощью встроенного фазового детектора и программируемого внутреннего генератора с одновременным кэшированием команд из флэш–памяти.

Флэш–память микроконтроллера работает на тактовой частоте 25 МГц, при этом за один такт происходит считывание и размещение в кэш–память четырех байт инструкций. Ядро же микроконтроллера за один такт на частоте 100 МГц выполняет только один байт инструкций. Последовательно выполняющиеся инструкции поступают из упреждающего буфера инструкций. При выполнении команды перехода или вызова идет обращение в кэш. Маленькая циклическая программа может целиком поместиться в кэше.

Если же следующая инструкция не в кэше — происходит задержка на считывание ее из флэш–памяти.

С учетом того, что большинство инструкций одно и двухбайтные коэффициент эффективности кэширования составляет около 90%. Следует добавить, что операции кэширования, как и аппаратной отладки полностью «прозрачны» для программного обеспечения.

Схема учетверения частоты ядра, позволяющая использовать более низкую тактовою частоту задающего генератора и возможность программирования тактовой частоты в диапазоне от 2 до 25 МГц позволяют гибко настроить и значительно снизить энергопотребление микроконтроллера без необходимости перехода в ждущий режим.

С целью уменьшения влияния 100 мегагерцовой цифровой части микроконтроллеров на аналоговую часть, проектировщиками компании были разделены аналоговые и цифровые цепи питания, а схемы флэш–памяти и ОЗУ максимально удалены от прецизионных аналоговых схем. Это позволило расположить на кристалле быстрые 12 (или 10) и 8 — битные АЦП, производительностью 100 и 500 тысяч преобразований в секунду, с дифференциальной нелинейностью ±1 бит и соотношением сигнал/шум 66 дБ.

Разделение источников опорных напряжений для АЦП и ЦАП позволяет строить на их базе схемы автоматической регулировки усиления.

Как и все предыдущие семейства микроконтроллеров Cygnal, семейство C8051F12x содержит встроенный аппаратный отладчик для внутрисхемного программирование и отладки программ, позволяющий избежать неудобств при разработке и производстве, характерных при использовании SMD корпусов. Комплект разработки C8051F120DK будет включать интегрированные среды (Cygnal IDE и Keil uVision) для разработки и программирования на Си и ассемблере, отладки (плата эмулятора) и программирования при производстве.

Опытные образцы микроконтроллеров семейства и подробная техническая информация будут доступны в июле, а серийное производство микроконтроллеров семейства начнется в третьем квартале текущего года.