Руководство пользователя по микроконтроллерам семейства MAXQ. Краткий обзор
Руководством пользователя по микроконтроллерам семейства MAXQ необходимо пользоваться совместно с соответствующими техническими описаниями микроконтроллеров этой серии.
Раздел 1: Краткий обзор
MAXQ - это семейство 16-разрядных микроконтроллеров с вычислительным ядром с уменьшенным набором команд (reduced instruction set computing - RISC), предназначенных для применения в недорогих низкопотребляющих встроенных устройствах. Гибкая модульная архитектура, используемая в этих микроконтроллерах, позволяет снизить усилия при разработке.
Микроконтроллеры семейства MAXQ имеют различные объемы памяти программы и данных и наборы периферийных устройств, при этом они все имеют общие функциональные возможности. Эти общедоступные функциональные возможности обеспечивают максимальную аппаратную и программную совместимость микроконтроллеров этой серии.
Система команд
Все микроконтроллеры семейства MAXQ используют общую систему 16- битных команд. Основанная на регистрах архитектура позволяет закодировать все команды как простые операции переноса. Все команды могут записывать данные в регистры или в память или же перемещать данные между регистрами и/или ячейками памяти.
Такое упрощенное декодирование команд по старшим символам позволяет выполнять их за один цикл. Так как вычислительное ядро работает только с регистрами, то новые функциональные возможности могут быть добавлены путем простого добавления модулей. Также простая система команд обеспечивает максимальную гибкость для оптимизации кода компилятором.
Гарвардская архитектура памяти
Память программы, память данных и область регистров в микроконтроллерах семейства MAXQ отдельны друг от друга и доступ к ним осуществляется по отдельным шинам. Этот тип архитектуры памяти (известный как Гарвардская архитектура) имеет некоторые преимущества.
Во-первых, длина слова для различных типов памяти может быть различной. Память программы должна иметь 16- битное слово, так как команды являются 16- разрядными, но системные и периферийный регистры могут быть как 8- так и 16- битными. Так как память данных не предназначена для хранения кода программы, то размер слова памяти данных должен определяться в каждом конкретном случае.
Также, так как доступ к памяти осуществляется вычислительным ядром только через соответствующие регистры, то возможно обеспечить модулям регистров прямой доступ к памяти независимо от вычислительного ядра. Кроме того, возможно иметь несколько типов памяти данных, доступ к которым осуществляется через соответствующие регистры.
Регистры
Так как доступ ко всем функциям в микроконтроллерах семейства MAXQ осуществляется через регистры, следовательно, доступ к общим функциям осуществляется через регистры общего назначения. Многие из этих регистров являются эквивалентом логических функций высокого уровня, обеспечивая формирование оперативных кодов, непосредственно получая доступ к арифметическому логическому устройству (АЛУ), циклическому счетчику и регистраторам указателя данных. Другие, типа регистра прерывания, обеспечивают общее управление и настройку функций, которые имеются у всех микроконтроллеров семейства MAXQ.
Совокупность общих регистров, называемых системными регистрами, состоит из:
- Регистры доступа и управления АЛУ, включающие в себя рабочий аккумулятор и флаги состояния микропроцессора
- Два указателя данных и указатель кадра для доступа к памяти данных
- Автоматически уменьшающийся циклический регистр для ускорения и обеспечения компактности циклов
- Указатель команды и регистры контроля точек ветвления
- Указатель вершины стека и точка доступа к 16-разрядному аппаратному стеку
- Регистры векторов прерывания, идентификации и маскирования
Доступ к периферийным устройствам и другим характеристикам, которые могут быть различными у различных микроконтроллеров семейства MAXQ, осуществляется через периферийные регистры. Эти регистры, сгруппированные в модули регистров, обеспечивают такие дополнительные функциональные возможности как:
- Последовательный универсальный асинхронный приемопередатчик (UART)
- Быстродействующие таймеры и счетчики
- Последовательный периферийный интерфейс (Serial Peripheral Interface - SPI)
- Аппаратный умножитель
- Часы реального времени
- Модуль мастера шины 1-Wire
- Цифровые порты ввода-вывода общего назначения
| 
