微控制器按照指令系统可以分为CISC、RISC、类RISC（RISC-LIKE）等几种。传统的MCS51控制器属于CISC型，其代码密度高，但大多数指令需要多个时钟周期完成。RISC型一般指令密度较低，但指令效率很高。类RISC型则兼有CISC和RISC的优点。RISC和类RISC之所以有如此高的指令效率，得益于小指令集带来的硬布线结构和流水线结构。简单的指令集可以用硬布线进行指令译码，而不需要用微码控制的方式，提高了译码的效率。流水线结构将指令分成几步完成，在流水线填满工作时，每条指令的平均执行时间（CPI）在1个时钟周期左右。一般来说，RISC比同等的CISC要快50%--70%，同时更容易设计和纠错。

　　因此，目前对8位微控制器的产品开发和研究设计主要是以兼容市场上已被客户广泛采用的产品为前提，不断提高性能并降低功耗以适应市场竞争和技术发展。对于原先为CISC指令系统的微控制器产品，在层出不穷的更新系列中已经渐渐的融合进了RISC思想；对于采用RISC指令系统的微控制器来说，更多的做法仍然是针对高性能低功耗的需求对其整个体系架构不断地进行优化和改善，尤其是流水线结构的改进最为多见。本文正是在这种形势下提出的，主要讨论RISC体系架构的8位微控制器产品的设计技术。

　　3．RISC微处理器的结构特征和设计原则

　　虽然现在业界对RISC 处理器应该具有什么特征还有不同的看法，但是各种RISC结构都有一些共性：（1）采用哈佛总线结构，大多数指令在一个时钟周期内完成以便于实现结构流水化；（2）采用独立且简单的装载/存储结构；（3）指令解码通常都是硬连线实现而不是微解码，以便加快执行速度；（4）多数指令具有固定格式，以简化指令编码和译码；（5）较小的指令集和少数几种寻址模式；（6）数据通道流水线化，使处理过程高度并行；（7）采用大容量高速寄存器堆（或称为寄存器文件），尽量避免与速度较低的系统RAM交换数据。尽量将运算数据存放在寄存器中，从而减少访问内存的次数。根据以上的讨论，下文重点从体系架构的角度出发，就高性能、低功耗两方面对8位RISC微控制器在设计中的关键技术进行了探讨研究。大电流电感

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