Микроконтроллеры фирмы Mitsubishi Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Продолжение. Начало смв№ 7’2000

Микроконтроллеры фирмы Mitsubishi

Алексей Сигаев

[email protected]

Шестнадцатиразрядные микроконтроллеры семейства М16С

Семейство шестнадцатиразрядных микроконтроллеров общего назначения M16C состоит из трех групп: M16C/20, M16C/6x и M16C/80. Микросхемы всех трех групп основаны на одном RISC-подобном ядре и имеют удобную систему команд, оптимизированную для использования компиляторов языков высокого уровня. Представители семейства M16C, имея высокую производительность (до 16 MIPS), выгодно отличаются от аналогов малым энергопотреблением и сравнительно низкой ценой. Минимальное напряжение питания для микроконтроллеров этого семейства— 2,7 В (при тактовой частоте 7 МГц), при этом потребляемая мощность составляет всего порядка 18 МВт. Помимо этого, одной из ключевых особенностей этих микроконтроллеров является очень низкий уровень электромагнитного излучения. Рассмотрим более подробно каждую из групп семейства M16C:

• микроконтроллеры группы M16C/20 выпускаются в малогабаритных корпусах и рассчитаны на применение в критичных к энергопотреблению устройствах; производительность микросхем этой группы не превышает 10 MIPS, а объем интегрированной памяти составляет до 128 K flash-памяти программ и до 6 K SRAM; помимо этого,

представители группы M16C/20 содержат на кристалле многоканальный 10-разрядный АЦП и от шести до четырнадцати шестнадцатиразрядных таймеров; в качестве основного применения микроконтроллеров группы М16С/20 можно назвать пейджеры, аппаратуру мобильной связи, навигационные системы, портативные аудиопроигрыватели и др. устройства;

микроконтроллеры группы M16C/6x составляют основную массу схем семейства M16C; от чипов группы M16C/20 они отличаются значительно расширенным набором встроенных периферийных устройств, а также большим объемом памяти программ (до 256 ф и SRAM (до 20 ф; в число интегрированной периферии вошло несколько последовательных каналов (синхронных и асинхронных), двухканальный 8-разрядный ЦАП, контроллер прямого доступа к памяти; практически все микроконтроллеры этой группы рассчитаны на работу в «автомобильном» диапазоне температур, что определяет основную область их применения — устройства автоэлектроники (ан-тиблокировочные системы, усилители рулевого управления, системы управления подушками безопасности и т. п.); Микросхемы группы М16С/6х выпускаются в 100-выводных корпусах и имеют до 87 программируемых линий ввода/вывода; микроконтроллеры группы M16C/80 в целом повторяют старшие устройства группы M16C/6x,

Таблица 4. Шестнадцатиразрядные микроконтроллеры семейства M16C

однако имеют расширенную систему команд (в частности, оптимизированную для реализации алгоритмов подсчета CRC) и несколько измененный набор периферийных устройств. Представители этой группы предназначены для применения в контроллерах жестких дисков, дисководах CD-ROM, а также в автомобильной электронике.

В табл. 4 приведена информация по основным микросхемам семейства M16C. Более подробную документацию по шестнадцатиразрядным микроконтроллерам, выпускаемым фирмой Mitsubishi, можно найти по адресу http://www. mitsubishichips.com/products/mcu/prod-ucts/m16c/index.html.

Отдельно хотелось бы отметить, что семейство микроконтроллеров M16C получило серьезную поддержку со стороны производителей средств разработки. Такие известные фирмы, как Advanced Transdata и CMX, Embedded Systems Products и IAR Systems, Nohau и Orion Instruments, Phyton и Tasking выпустили множество компиляторов, программаторов, эмуляторов и отладчиков для микросхем этого семейства. Со списком рекомендуемых для использования средств разработки можно познакомиться на сервере фирмы Mitsubishi по адресу: http://www. mitsubishichips.com/products/mcu/tools/m16c/index.htm.

темы на базе этого процессора требуется только подключить к нему внешнюю память программ необходимого объема и микросхему, реализующую периферийные функции. В качестве последней можно использовать один из двух чипов, разработанных фирмой Mitsubishi: M65455 или M65439A. Первая содержит контроллер динамической памяти, устройство дешифрации адреса, контроллеры DMA и прерываний, несколько таймеров и последовательных портов, а также контроллер жидкокристаллического дисплея, позволяющий подключать как черно-белые, так и цветные TFT-матрицы. Вторая микросхема практически аналогична M65455, за исключением того, что вместо контроллера дисплея в ней содержится контроллер Compact-Flash карт.

Более подробную информацию о тридцатидвухразрядном процессоре M32R/D и сопутствующих ему микросхемах можно найти по адресу http://www. mitsubishichips.com/products/mcu/products/32-bit/in-dex.html. .

Тридцатидвухразрядные микроконтроллеры

Тридцатидвухразрядные продукты представлены на сегодняшний день всего одним устройством — процессором М32ИЮ. Этот процессор содержит на одном кристалле высокопроизводительное (52.4 MIPS на частоте 66 МГц) ИКС ядро и 2 М динамической памяти. Встроенная на кристалл память позволяет избавиться от основной проблемы производительных процессоров — недостаточной пропускной способности шины внешней памяти. В М32ИЮ блок памяти внутри процессора подключен к шине шириной 128 бит, что позволяет достичь пропускной способности при передаче данных до 1 Гбайт в секунду. Кроме того, это значительно снижает требования к внешней шине, которая у этого процессора имеет ширину 16 бит и работает на частоте 16 МГц, что вчетверо меньше внутренней частоты работы процессора. Система команд процессора состоит из 83 инструкций, большая часть которых выполняется за один такт. В систему команд также включены команды умножения с накоплением, применяемые в алгоритмах цифровой обработки сигналов. Помимо памяти на кристалле находится также кэш объемом 4 К, позволяющий практически полностью устранить задержки, связанные с работой системы памяти. Процессор рассчитан на напряжение питания 3 В, и потребляет мощность порядка 0,5 Вт в рабочем режиме.

Основной областью применения процессора М32ИЮ являются системы цифровой телефонии, портативные мультимедийные устройства, носимые компьютеры, Ш:егпе^приставки, цифровые фотоаппараты, навигационные системы и т. п. Для создания законченной сис-

Таймеры PWM Ввод-вывод UART/Sync DAC, ChxBit ADC, ChxBit Ext. Int Pd, mW Примечания

16 бит WD

6 1x15 43 2 13x10 3 18 LEDx8

8 1x15 48 2 2x8 8x10 6 95 DMAx2, CRC, FLD display port

14 1x15 104 3+1 3x8 8x10 8 95 48x4 LCD, DMAx2, RTOx4

14 1x15 83 2+1 2x8 7x10 8 95 40x4 LCD, DMAx2, RTOx4

11 1x15 87 3 2x8 10x10 8 300 40x4 LCD, DMAx2, CRC

8 1x15 63 3+USB 8x10 4 400 DMAx2, CRC, 128b FIFO

11 1x15 87 4 2x8 10x10 9 CAN2b, DMAx2, CRC

11 1x15 4 129 5+1 2x8 10x10 15 20 DMAx2, SMBus, LPCx4

8 2 78 2+1 2x8 6x8 3 250 42x16 OSD, CCD slicer, DMAx2

8 1x15 87 3+SIM 2x8 10x10 5 18 DMAx2, CSx4, CRC

8 1x15 87 3+SIM 2x8 10x10 5 18 DMAx2, CSx4, CRC

11 1x15 87 5+1 2x8 10x10 8 25 DMAx2, CSx4, CRC

11 1x15 70 5+1 2x8 10x10 5 25 DMAx2

11 1x15 87 5+1 2x8 10x10 8 25 DMAx2, CSx4, CRC

11 1x15 70 5+1 2x8 10x10 5 25 DMAx2, CRC

11 1x15 87 5+1 2x8 10x10 8 25 DMAx2, CSx4, CRC

11 1x15 70 5+1 2x8 10x10 5 25 DMAx2, CRC

11 1x15 123 5+1 2x8 10x10 8 225 DMAx2, CSx4, CRC