具有DSP功能的16位微控制器80296SA
80296SA的外部存儲器接口是由20位地址線、16位的數據總線及6個片選組成。數據總線可通過編程設置為8位/16位寬度,等待狀態為0到15。每一個片選最大可尋址范圍為1M字節。可以使用80196擴展的指令(如ELD,EST,EJMP,ECALL等)對大于64k的存儲空間進行操作。因此, 80296SA具有6M字節連續的程序/數據存儲器。地地空間為000000H~FFFFFFH,程序代碼運行開始地址為FF2080H。
80296SA采用100腳QFP封裝,它的管腳與80C196NU和80C196NP管腳兼容。
2 數字信號處理(DSP)
80296SA與早期的80196系列產品的最大區別在于它更適合于數字信號處理(DSP)方面的應用。數字信號處理(DSP)是一種使用數學算法去分析研究和解決復雜的數字信號信息的方法。FIR濾波器設計是一個基本的處理算法,與其相關的運算包含大量的循環和乘/累加運算。80296SA重新設計的結構恰好適應了這些特性,它能很好地完成高達12.5MIPS的DSP內部循環操作以及乘/累加(MAC)操作。80296SA有一個40位的累加器,這是80296SA特有的,可用于存放乘/累加(MAC)運算的32位結果。另外,增加了3對索引寄存器(IDX0,IDX1,ICB0,ICB1,ICX0,ICX1)以及一個硬件循環計數器。充分使用這些資源,再加上合適的軟件算法可以精確地完成DSP運算功能,并使80296SA能夠快捷地查詢和修改數據表中的數據。INTEL 的工程師根據DSP運算的需要為它的指令系統增加了17條指令,這些增加的指令的操作符及功能如表1所列,利用這些指令可以有效地支持一個40位的累加器、硬件循環控制以及80ns乘/累加(MAC)的自動指針遞增/遞減。其中,乘/累加指令二進制操作代碼與乘法指令MUL、MULU相同,差別在于它們目標碼的最低4位。
3 典型應用
近年來,隨著工業測控系統的不斷發展,越來越多的精密控制器被應用到工業企業中以代替傳統的控制方式。這就需要使用高性能的單片機80296SA,圖1為一個電力系統監控裝置的CPU板方框圖。它的時鐘輸入頻率為112.5MHz,將80296SA的PLLEN1和PLLEN2兩個管腳接地可將器件設置為四倍頻,這樣,其運行速度將達50Mz。片選CS0選通2片FLASH存儲器AMD29F040-70,尋址范圍為512k字空間,設置為一個等待狀態。起始地址F00000H用于存放用戶程序;片選CS1選通2片HM628512-50,尋址512k字空間,設置為一個等待狀態。起始地地000000H 用來存放數據,如果要使數據在掉電時不丟失,可使用后備電池及切換回路為HM628512供電;如果存儲器存取時間小于35ns,則無需等待。這樣可提高主機的效率,但是器件價格將有較大提高。其他片選可用于選擇I/O及A/D口。
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