A felépítés általános jellemzői

<< Előző oldal Vissza a tartalomjegyzékhez Következő oldal >>

2.1. A felépítés általános jellemzői

A PIC mikrovezérlők viszonylag nagy teljesítményüket a következő jellemzőknek köszönhetik:

     · Harvard architektúra;
     · hosszú (14 bites) utasításkód;
     · egyszavas utasítások;
     · az utasítások egyetlen belső órajelciklus (t_CY) alatt végrehajtódnak;
     · átfedéses utasításvégrehajtás;
     · csökkentett utasításkészlet;
     · különleges regisztermező.

Ezen az ábrán egy PIC16xxx mikrovezérlő logikai felépítésének blokkvázlata látható.

A Harvard architektúrájú számítógépekben a programmemória és az adatmemória külön van kialakítva. Ez nagyban gyorsítja a programfutást, hiszen a két különálló memórián egyidőben is végrehajthatóak a műveletek. Ezen felépítés másik előnye, hogy a memóriabuszoknak nem feltétlenül kell azonos szélességűeknek lenniük. A közepes teljesítményű PIC mikrovezérlők memóriaelérési vázlata látható a következő ábrán.

A PIC mikrovezérlők Harvard architektúrája

2.1-1. Ábra

      A 14 bit szélességű programbusz természetesen 14 bites utasításhosszat jelent.Ez teszi lehetővé, hogy minden utasítás egyszavas legyen. Az egyetlen 14 bites utasításban ugyanis elhelyezhető 7, 8 vagy akár 11 bites konstans is, ami az utasításokról szóló fejezet ben részletesen bemutatásra kerül.
      Az egyszavas utasítások következményeként a PIC16xxx, PIC14000 és PIC12x6xx mikrovezérlők programmemóriájának mérete közvetlenül a tárolható utasítások számát jelenti. (A Neumann architektúrájú mikrovezérlőknél és mikroprocesszoros rendszereknél az utasítások jellemzően többszavasak, így az eltárolható utasítások száma általában kevesebb, mint a memóriahelyek számának a fele.)
      A PIC mikrovezérlőkben az utasítások végrehajtása két belső ciklus (t_CY) alatt megy végbe. Az elsőben az utasításbeolvasás, a másodikban pedig a tényleges végrehajtás történik meg. A programfutás gyorsítása érdekében a PIC mikrovezérlőkben a beolvasó és a végrehajtó egységet a szükséges mértékben szétválasztották. Így lehetővé vált az átfedéses utasításvégrehajtás (Pipelining), amely alkalmazásával minden belső ciklusra jut egy utasításvégrehajtás. (Programelágazások esetében a végrehajtás két ciklus alatt történik meg, hiszen az előolvasott utasítást figyelmen kívül kell hagyni.)
      A PIC mikrovezérlők egységes regiszterkialakítása és jól tervezett utasításkészlete lehetővé teszi, hogy csupán 35 utasítással megoldható legyen minden elvárható programfeladat. Ezek a mikrovezérlők úgynevezett RISC (Reduced Instruction Set Computer), vagyis csökkentett utasításkészletű CPU-val vannak felépítve.

      A csökkentett utasításkészlet előnyei:
     · könnyen megtanulható;
     · gyors működés;
     · az egy belső ciklus alatt végrehajtódó egyszavas utasítások miatt a program futási ideje könnyen kiszámítható.

      A csökkentett utasításkészlet hátrányai:
     · magasszintű nyelven történő programozás esetén komplex fordítóprogram szükséges és viszonylag hosszú a fordítási idő;
     · a vezérlésorientált utasításkészlet miatt egyéb jellegű feladatok megoldása nehézkesebb.

      Az egységes regiszterkialakítás főbb jellemzői:
     · Az adatmemóriában két különböző funkciójú - általános és vezérlő - regisztermező van elhelyezve. Kezelés szempontjából azonban ezek nincsenek megkülönböztetve. A hardvervezérlési és címzési feladatok is az adatmemóriában található regiszterek segítségével vannak megvalósítva.
     · Minden regiszter közvetlen és közvetett címzéssel is elérhető.
     · Minden regiszter bitcímezhető, tehát bitenként is módosítható, illetve vizsgálható.

A felépítést és általános működést bemutató fejezetek:

Általános blokkvázlat
CPU
ALU
Programmemória
Adatmemória
Reset-áramkör
Oszcillátor-áramkör

Tudomány és Technika (test@t-es-t.hu)

<< Előző oldal Vissza a tartalomjegyzékhez Vissza a lap tetejére Következő oldal >>