Смекни!
smekni.com

Однокристальные микропроцессорные устройства. Архитектура и виды микроЭВМ и микроконтроллеров (стр. 4 из 4)

Характеристики отечественных и зарубежных однокристальных микроконтроллеров

В таблице Б.1 показано последовательное развитие отечественных ОмК [6, 7]. Исходные опытные серии, выпущенные ещё в СССР, не были продолжены в связи с экономической ситуацией в стране в конце 80-х – начала 90-х гг. прошлого столетия. Но первые строки таблицы показывают, что данное направление в нашей стране развивалось в русле мировых воззрений и тенденций.

Таблица Б.1 - Характеристики отечественных БИС ОмК

Тип Адресуемая память, Кбайт Разрядность, бит Память Тактовая частота, МГц Число команд (обрабатываемых прерываний) Таймер, бит Ввод-вывод Примеч.
НТ8020 64 8 данные, 16 адреса эл. стираемое ППЗУ 256 байт;ПЗУ 4 Кбайт; ОЗУ 256 байт 3×106 оп/с RISC (8) 16(3 шт.) 3 двунапр-х и 2 однонапр-х 8-разряд-х порта; 1 двунапр-й 7-разряд-й порт ЛНТ, Р.БеларусьUП = 5 В, IП = 1 мА
MZ9001-12 8 12 внутр-е 8-разр-е АЦП и ЦАП; ШИМ разряд-ть каналов датчиков и исполнит-х устр-в 16 «Мезон». UП = 5 В,UП АН = = 4,5–– 13,5 В
К145ИК5 (К145ИК502) ОЗУ 72х4 бит;ПЗУ 128х19 бит; UП = минус 27 В
К145ИК13 (К145ИК1301) ОЗУ 126х4 бит;ПЗУ 256х23 бит;
К145ИК18 (К145ИК1802) ОЗУ 72х4 бит;ПЗУ 128х19 бит UП = минус 27 В
К145ИК19 (К145ИК1907, К145ИК1908) ОЗУ 32х4 бит;ПЗУ 128х20 бит UП = минус 27 В
К145ИК1801 UП = минус 27 В
К145ИК1808 UП = 27 В
К145ИК1809, К145ИК1810 UП = 27 В
К145ИК1901, К145ИК1902 UП = 27 В
К145ИК1916 UП = 9 В
К1011ВГ101 4 Кх8 бит ПЗУ 1024х10 бит UП = 9 В

Таблица Б.2 иллюстрирует возможности ОмК основных зарубежных фирм – разработчиков данных изделий. Параметры, приведённые в таблице, отражают как характеристики основных функциональных модулей БИС ОмК, так и проявление в архитектуре изделий оригинальных структурных решений отдельных производителей.

Таблица Б.2 - Характеристики зарубежных БИС ОмК

Тип Разрядность ШД fT,МГц Кол-во линий ввода-вывода UП В,IП мА Внутреннее ПЗУ программ, Кбайт Внутреннее регистровое ОЗУ, байт Адрес. пространство внешней памяти Кол-во таймеров/ разрядность Прер-я: вектра/ приоритеты/ внеш. выводов АЦП: кол-во каналов ´´ разрядность
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ф. Intel
8хС151SA (SB) 8 до 16 4х8 5; 8–16 232 64 К 3/16 5/2/2 нет
8хС251SA (SB, SP, SQ) 8 до 16 4х8 5; 8–16 488–1 К 128–256 К 3/16 нет
8хС198 8 16 34 5; 8 232 64 К 2/16
8хС196КВ 16 16 6х8 5; 8 232 64 К 2/16 16/16/3 8х10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
8хС196КС 16 20 6х8 5; 16 488 64 К 2/16 16/16/3 8х10
8хС196КD 16 20 6х8 5; 32 1000 64 К 2/16 16/16/3 8х10
8хС196КR (KQ, JR, JQ, KT, KS, JT, JS, JV) 16 16, 20 41–56 5; 16–48 488–1,5 К 64 К 2/16 (6–8)х10
8хС196МС (MD, MH) 16 20 50–64 5; 16–32 488–744 64 К 2/16 (8–14)х10
8хС196СА (СВ) 16 44–56 5; 32–56 1000–1,5 К 64 К – 1 М 2/16 (6–8)х10
8хС196NT (NR, NU) 16 25, 50 32–56 5; 4–32 1000–512 1 М 2/16 (0–4)х10
8хС296SA 16 50 32 5; 2 512–2 К 6 М 2/16 нет
8748Н 11 27 ; 100 (11 МГц) 2 128 1/8 Синхр/Асинхр. последов. порт
ф. Motorola
M68HC05 8 (2–4) х8 5; до 32 до 768 64 К (1–8) х8
M68HC08 8 5; до 36 1024 64 К нет
M68HC11 8 5; до 32 1278 1 М 1/16 (8–12) х(8–10)
M68HC16 16 5; до 48 до 4 К 1 М 1/16
M68300 32 3,3–5 flash до 64 0,5–10 К 4 Г
ф. MicroChip
PIC16C5x 14 до 20 12–20 2,5–6,2; 2 (4 МГц) 0,5–2 25–73 внешней нет 1/8
PIC16C6x 14 до 20 13–22 3–6; 2 (4 МГц) 1–4 36–192 внешней нет 1–3/? 3–12//
PIC17Cхx 16 до 25 33 3–5,5; 2 (4 МГц) 2–8 232–454 внешней нет 4х? 11//
PIC17C44 33 ; 38 (33 МГц); 1 мкА спящ. режим 8 454 3/16 Синхр./Асинхр. последов. порт.ШИМ
ф. Texas Instruments (серия MSP430)
TSS400 8 2,6–5,5; 0,5 8 512 2/16 есть
MSP430 16 2,5–5,5; 0,3 8 512 2/16 есть
ф. Philips
8хС552 12–30 5х8 5; 68 8 256 (1–2)/16 15/2/ есть
8хС562 12–30 5х8 5; 68 8 256 (1–2)/16 15/2/ есть
ф. Zilog (семейство Z86)
Z86Exx 8 8–12 14–32 3–5,5; 12 0,5–4 60–236 2/8 6//2 нет
ф. Dallas Semiconductor (семейство MCS-51)
DS5000FP, DS5001FP, DS5002FP 8 20; 25; 33 256 64–128 К 6/?/? нет
DS80С310, DS80С320, DS80С323 8 20, 25, 33 256 64–128 К 6// нет
DS87С520, DS87С530 8 33 256–1 К 64–128 К 6// нет
ф. Atmel (семейство MCS–51)
АТ89Схххх 8 12–24 3–6; 15 flash 1–8 К 64–256 1–3/16 3–9// нет
Современные микроконтроллеры
DS89C420 (совместимый с 8051 8-разрядными микроконтроллерами): память программ 16 Кбайт Flash; 1 Кбайт SRAM, используемых командами MOVX; 256 байтов сверхоперативной RAM; 2 универсальных асинхронных приёмопередатчика; четыре двунаправленных порта I/O; программируемый сторожевой таймер; имеется сброс по потере питания и прерывание; напряжение питания 4,5–5,5 В; потребление в режимах активном/idle (ждущем) 100/15 мА; программирование непосредственно в условиях применения; внутрисистемное программирование через последовательный порт; выбор объема встроенной памяти программ от 0 до 16 Кбайт; возможность обращения ко всему пространству внешней памяти; один тактовый цикл на каждый машинный цикл; диапазон рабочих частот от 0 до 50 МГц; выполнение одноцикловых команд за 20 нс; программируемый делитель тактовой частоты; автоматический аппаратный и программный выход из режима; тринадцать источников прерываний (из них шесть внешних); пять уровней приоритета.
Фирма Siemens: развитие семейства MCS-51 (микроконтроллеры серии C500) на основе архитектуры МК 8051, дополненной сложной периферией: 10-разрядные АЦП; 6-канальный 10-разрядный ШИМ для управления электродвигателями постоянного тока; 29-канальный ШИМ; 8 DPTR; аппаратный блок умножения 16х16 и деления 32/16; блок загрузчика программной памяти.
Фирма Atmel: в рамках семейства MCS-51 20-выводные микроконтроллеры AT89С2051/1051; микроконтроллеры с каналом SPI, обеспечивающие возможность внутрисхемного программирования FLASH памяти; микроконтроллер с резидентной памятью типа EEPROM, обеспечивающей хранение оперативных данных при отключенном питании микросхемы.
Фирма Dallas Semiconductor: семейство MCS-51 серия DS5000. Их резидентная память программ выполнена в виде NVRAM – оперативной памяти, энергонезависимость которой обеспечивается литиевой батарейкой, встроенной непосредственно в корпус микросхемы (10-летняя гарантия на сохранность информации). Временные характеристики полностью идентичны характеристикам микроконтроллера 8051. Группа микроконтроллеров DS8xC300/500, в которых типовой цикл выборки и выполнения команд сокращён до 4-х тактов, а холостые выборки исключены: команды стали выполняться за 4 такта тактового генератора, т. е. в 3 раза быстрее. Команды МК 8051, которые не имели холостых выборок, в DS8xC300/500 «ускорены» в 1,5 раза.
Фирма Intel: (родоначальник архитектуры семейства MCS-51) разработала архитектуру MCS-251: 24-разрядное линейное адресное пространство, обеспечивающее адресацию до 16 Мбайт памяти; регистровая архитектура, допускающая обращение к регистрам как к байтам, словам и двойным словам; страничный режим адресации для ускорения выборки команд из внешней программной памяти; очередь инструкций; расширенный набор команд, включающий 16-битовые арифметические и логические операции; расширенное адресное пространство стека (до 64 Кбайт); выполнение самой быстрой команды за 2 такта.
Фирма Philips: MCS-51 от Philips входят микроконтроллеры, работающие при тактовой частоте до 40 МГц и напряжении питания от 1,8 В. Во всех этих микроконтроллерах используется стандартное ядро MCS-51 (архитектура микроконтроллера 8051), дополненное набором периферии: 10-разрядные АЦП; 8-разрядный ЦАП; широтно-импульсные модуляторы; массивы программируемых таймеров/счетчиков; интерфейсы I2C, CAN; интерфейсы с процессорными шинами (Processor Bus Interface); специализированную периферию для телевизионной, видео и аудио техники. Выпущены микроконтроллеры MCS-51, обладающие функцией снижения электромагнитных помех (Lower EMI).Стандартные микроконтроллеры групп 8xC51, 8xC52/54/58 и 8xC51Fx фирмы Intel переведены на новую технологию: серия MCS-51XA. Её возможности: максимальная тактовая частота до 33 МГц; диапазон напряжения питания от 2,7 до 5,5 В; количество аппаратных уровней прерываний до 4-х; введена функция программируемого clock-out; два DPTR; потребляемая мощность снижена на 50 %. Кроме того, фирма Philips выпустила семейство микроконтроллеров 51ХА: 16-разрядное АЛУ на базе регистровой архитектуры; 24-разрядное адресное пространство, обеспечивающее адресацию до 16 Мбайт памяти программ или данных; восемь 16-разрядных регистров для выполнения арифметических и логических операций; расширенный набор команд; аппаратная поддержка мультизадачности; выполнение инструкций типа регистр-регистр за 100 нс; напряжение питания от 2,7 В. Архитектура MCS-51ХА обеспечивает увеличение быстродействия до 100 раз по сравнению с традиционной архитектурой MCS-51.
Фирма Atmel:ATmega16L-8 – тактовая частота 0–8 МГц; напряжение питания 2,7–5,5 В; ATmega16-16 – тактовая частота 0–16 МГц; напряжение питания 4,5–5,5 В; потребление тока не более 1,1 мА, в ждущем режиме не более 0,35 мА и в спящем режиме не более 1 мкА. Возможность внешнего программирования внутренней памяти 16 Кбайт Flash; 512 байт памяти EEPROM; внутреннее статическое запоминающее устройство с произвольной выборкой 1 Кбайт; два 8-битовых и один 16-битовый таймер–счётчик с возможностью перепрограммирования коэффициента счёта, сравнения и предустановки; 8-миканальный АЦП; аналоговый компаратор; 32 программируемые линии ввода-вывода.

Примечание. х = 0 – нет ПЗУ; х = 3 – масочное ПЗУ; х = 7 – УФ ППЗУ