<< Előző oldal   Vissza a tartalomjegyzékhez   Következő oldal >>

      A közepes teljesítményű 8-bites PIC mikrovezérlők viszonylag nagy teljesítményüket a következő jellemzőknek köszönhetik:
      • Harvard architektúra;
      • hosszú (14 bites) utasításkód;
      • egyszavas utasítások;
      • átfedéses utasításvégrehajtás;
      • minden belső órajelciklusra jut egy 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.

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 fejezetben 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 alatt megy végbe. Az elsőben az utasításbeolvasás, a másodikban pedig a tényleges végrehajtás történik meg. (Egy belső ciklus négy órajelciklus időtartamú.) 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.)
      Ezen PIC mikrovezérlők egységes regiszterkialakítása és jól tervezett utasításkészlete lehetővé teszi, hogy csupán 35 utasítással megoldható legyen minden elvárható programfeladat. A közepes teljesítményű 8-bites PIC mikrovezérlők úgynevezett RISC (Reduced Instruction Set Computer), vagyis csökkentett utasításkészletű CPU-val vannak felépítve. A csökkentett utasításkészlet utasításai csak a legegyszerűbb, egy-címes és egy-műveletes programlépéseket teszik lehetővé, de több utasítás felhasználásával bármilyen komplex feladat megoldható. Az utasításkészlet gépi kódú, illetve assembly programozáshoz lett kifejlesztve, nem C nyelvre optimalizált, de több C-fordító program is beszerezhető. (A továbbfejlesztett 8/14-bites PIC16F1xxx típusok kibővített utasításkészlete már a C-nyelvű programfejlesztéshez lett tervezve.)

      A csökkentett utasításkészlet előnyei:
      • assembly szinten a lehető legnagyobb programozási szabadságot nyújtja;
      • a lehető legrövidebb programkódot eredményezi;
      • 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

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