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PIC 8位单片机的分类和特点2

 

PIC 8位单片机具有指令少、施行速度快等长处,其次要缘由是PIC系列单片机在布局上与其它单片机不合。该系列单片机引入了原用于小型算计机的双总线和两级指令流水布局。这类布局与一般采用CISC(复杂指令集算计机)的单片机在布局上是有不合的。

   1彼总线布局
   具有CISC布局的单片机均在统一存储空间取指令和数据,片内只需一种总线。这类总线既要传送指令又要传送数据(如图1-a所示)。因而,它不成能同时对法式存储器和数据存储器进行拜候。因与CPU间接相连的总线只需一种,要求数据和指令同时经由,明显“乱套”,这正如一个“瓶颈”,瓶内的数据和指令要一路倒出来,往往就被瓶颈卡住了。所以具有这类布局的单片机,只能先取出指令,再施行指令(在此过程中往往要取数),然后,待这条指令施行完毕,再取出另一条指令,继续施行下一条。这类布局凡是称为冯·诺依曼布局,又称普林斯顿布局。
   在这里PIC系列单片机采用了一种双总线布局,即所谓哈佛布局。这类布局有两种总线,即法式总线和数据总线。这两种总线能够采用不合的字长,如PIC系列单片机是八位机,所以其数据总线当然是八位。但低档、中档和前辈的PIC系列单片机别离有12位、14位和16位的指令总线。多么,取指令时则经指令总线,取数据时则经数据总线,互不冲突。这类布局如图1-b所示。
   指令总线为什么不消八位,而要添加位数呢这是由于指令的位数多,则每条指令包含的消息量就大,这类指令的功能就强。一条12位、14位或16位的指令可能会具有两条八位指令的功能。因而PIC系列单片机的指令与CISC布局的单片机指令比拟,前者的指令总数要少得多(即RISC指令集)。

   2绷郊吨噶盍魉线布局
   由于PIC单片机采用了指令空间和数据空间分隔的哈佛布局,用了两种位数不合的总线。因而,取指令和取数据有可能同时交叠进行,所以在PIC单片机中取指令和施行指令就采用指令流水线布局(如图2所示)。当一条指令被取出后,随即进入施行阶段,这时可能会从某寄放器取数而送至另一寄放器,或从一端口向寄放器传送数等,但数据不会流经法式总线,而只是在数据总线中流动,因而,在这段时间内,法式总线有空,能够同时取出第二条指令。当一条指令施行完毕,就可施行第二条指令,同时取出第3条指令,……如斯等等。多么,除了一条指令的取出,其余各条指令的施行和下一条指令的取出是同时进行的,使得在每个时钟周期能够获得较高效率。
   在大大都微节制器中,取指令和指令施行都是挨次进行的,但在PIC单片机指令流水线布局中,取指令和施行指令在时间上是相互堆叠的,所以PIC系列单片机才可能完成单周期指令。
   只需涉及到改变法式计数器PC值的法式分支指令(例如GOTO、CALL)等才需要两个周期。
   此外,PIC单片机的布局特点又一次体此刻寄放器组上,如寄放器I/O口、按时器和法式寄放器等都是采用了RAM布局形式,并且都只需要一个周期就能够完成拜候和操作。而其它单片机常需要两个或两个以上的周期才能改变寄放器的内容。上述各项,便是PIC单片机能做到指令总数少,且大都为单周期指令的次要缘由。


   学问竞赛试题:
   3奔蚴鯬IC 8位单片机的指令长度和其长处。
   4北攘PIC与MCS-51单片机取指令不合的特点。

 

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