具有DSP功能的16位微控制器80296SA

2006-05-07 15:49:58来源: 国外电子元器件

  指  令 功  能 加/
减 ADDC 带进位位加法 SUBC 带进位位减法 乘/


累加 MAC 无符号数乘-累加 SMAC 有符号数乘-累加 MAXR 带自动重定位的无符号数乘-累加 AMACR 带自动重定位的符号数乘-累加 MACZ 无符号数乘-累加并清累加器 SMACZ 符号数乘-累加并清累加器 MACRZ 带清累加器及带自动重定位的无符号数乘-累加 SMACRZ 带清累加器及带自动重定位的符号数乘-累加 移
动 MSAC 从累加器中移动饱和长字 MVAC 从累加器中移动长字 重

复 RPT 无条件不可中断重复下一条指令 RPTxxx 有条件不可中断重复下一条指令 RPTI 无条件可中断重复下一条指令 RPTIxxx 有条件可中断重复下一条指令 RETI 中断返回

    80296SA的外围接口包括一个事件处理阵列(EPA)(用于从事与两个带有4个捕捉/比较通道的定时器计数据器TIME1和TIME2相联系的I/O功能)、三个通道PWM信号发生器(高达193kH在、一个带有波特率发生器的SIO串行接口以及6个片选的存储器控制器。外围接口SFR是I/O的控制寄存器,地址在1F00H~1FFFH,可以设置为窗口。80296SA还包括一个总线出让电路,允许一个外部器件对总线控制。另外,80296SA还有一个中断控制器。设计者既能象早期MCS96中断一样编程控制,也可按中断优先权排列编程控制。中断向量表分为低区(FF2000H~FF2007H)和高区(FF2030H~FF203FH)两个区域,用来存放中断服务程序的首地址。

    80296SA的外部存储器接口是由20位地址线、16位的数据总线及6个片选组成。数据总线可通过编程设置为8位/16位宽度,等待状态为0到15。每一个片选最大可寻址范围为1M字节。可以使用80196扩展的指令(如ELD,EST,EJMP,ECALL等)对大于64k的存储空间进行操作。因此,80296SA具有6M字节连续的程序/数据存储器。地地空间为000000H~FFFFFFH,程序代码运行开始地址为FF2080H。

    80296SA采用100脚QFP封装,它的管脚与80C196NU和80C196NP管脚兼容。

2 数字信号处理(DSP)

    80296SA与早期的80196系列产品的最大区别在于它更适合于数字信号处理(DSP)方面的应用。数字信号处理(DSP)是一种使用数学算法去分析研究和解决复杂的数字信号信息的方法。FIR滤波器设计是一个基本的处理算法,与其相关的运算包含大量的循环和乘/累加运算。80296SA重新设计的结构恰好适应了这些特性,它能很好地完成高达12.5MIPS的DSP内部循环操作以及乘/累加(MAC)操作。80296SA有一个40位的累加器,这是80296SA特有的,可用于存放乘/累加(MAC)运算的32位结果。另外,增加了3对索引寄存器(IDX0,IDX1,ICB0,ICB1,ICX0,ICX1)以及一个硬件循环计数器。充分使用这些资源,再加上合适的软件算法可以精确地完成DSP运算功能,并使80296SA能够快捷地查询和修改数据表中的数据。INTEL的工程师根据DSP运算的需要为它的指令系统增加了17条指令,这些增加的指令的操作符及功能如表1所列,利用这些指令可以有效地支持一个40位的累加器、硬件循环控制以及80ns乘/累加(MAC)的自动指针递增/递减。其中,乘/累加指令二进制操作代码与乘法指令MUL、MULU相同,差别在于它们目标码的最低4位。

3 典型应用

    近年来,随着工业测控系统的不断发展,越来越多的精密控制器被应用到工业企业中以代替传统的控制方式。这就需要使用高性能的单片机80296SA,图1为一个电力系统监控装置的CPU板方框图。它的时钟输入频率为112.5MHz,将80296SA的PLLEN1和PLLEN2两个管脚接地可将器件设置为四倍频,这样,其运行速度将达50Mz。片选CS0选通2片FLASH存储器AMD29F040-70,寻址范围为512k字空间,设置为一个等待状态。起始地址F00000H用于存放用户程序;片选CS1选通2片HM628512-50,寻址512k字空间,设置为一个等待状态。起始地地000000H用来存放数据,如果要使数据在掉电时不丢失,可使用后备电池及切换回路为HM628512供电;如果存储器存取时间小于35ns,则无需等待。这样可提高主机的效率,但是器件价格将有较大提高。其他片选可用于选择I/O及A/D口。

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