嵌入式系统中用芯片DS80C320替代8032时应考虑的几个问题

ds80c320高速微控制器具有8051兼容的指令集,被设计为和传统的8032具有相同的引出脚和基本资源,但具有显著增强的性能和一些附加资源。由于指令集及引出脚相同,ds80c320可作为一个直接替代产品,应该说是嵌入式应用中的新技术,但在此之前,设计者必须考虑以下问题。

  处理器速度

  虽然ds80c320 100%兼容于8051指令集,为提升性能,指令的运行已被流线化。单字节指令原来需要12个时钟才能完成,现在则只需4个时钟。此外,ds80c320可以接受速率高达33mhz的时钟,而很多版本的8032最大值为12mhz。由于这种性能的提高,在用ds80c320替代8032时,必须考虑处理器速度。

  1.由于ds80c320中基本指令的执行己被流线化,可供处理器和存储器之间传送数据的时间也减小了。这意味着对于相同频率的晶振,用于访问存储器的时间更少了。一个简单的例子很容易说明这个问题。8032的数据手册规定,当采用12mhz晶振时,程序存储器必须具有快于302ns的寻址时间(忽略地址锁存开销)。同样采用12mhz晶体的ds80c320时则要求存储器的寻址时间快于230ns。虽然差异不是特别大,但必须加以仔细考虑,而且对于许多系统来讲也是非常重要的。

  1.2 软件定时也必须仔细考虑。

  一般来讲,软件人员假定处理器具有恒定的运行速度,并将其作为实时基准。常常采用一个具有己知运行时钟数的紧密循环来产生延迟。由于ds80c320运行指令的速度要比标准8032快得多,那些最初设计的定时循环将无法产生原定的结果。尽管作为一种不良的软件设计,软件定时循环的使用还是被广泛接受,在实际应用中,被相当频繁地用于嵌入式应用。ds80c320的内部定时器的默认状态与8032中的定时器完全相同。如果应用代码正在利用这些定时器而非软件来产生延迟,那么代码的运行结果将与最初的设计完全相同。

  上电复位

  ds80c320集成了能够为其自身提供上电复位功能电路。同时rst引脚仍然可以连接到一个外部的复位产生电路,这种集成于片内的功能可以给新的设计带来方便。处理器拥有自己的复位功能在很多情况下很有好处。不过,有些情况下,片内复位还是不能满足用户的需要。如果复位不能在期望的电平下触发,或者如果复位不能延续期望的时间周期,正如在使用电池备份ram作为存储器时的情况又会怎么样?如果ram包含有自己的电压检测电路,并且在和ds80c320脱离复位的相同电压下(4.0v)尚未变为无保护状态,那么处理器就会去访问保护状态下的ram。虽然这种情况并不普遍,但给每个特定应用留下了一个需要考虑的问题。

  功率消耗

  除了作为一个更高性能的器件,在等量的工作负荷下,ds80c320还是一个比功耗更低的器件。所有cmos器件随着速度的增加,会消耗更多的功率。由于ds80c320具有更高的速度,对于给定的晶振频率,它会消耗更多的功率。然而,如果考虑等量的工作负荷,其功耗略低于传统的8032,如图1所示。这种功耗差异可能仅对于电池供电的应用才显得重要,在此情况下,待机模式时的功率可能更为重要。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计