8位MCU(微控制器)体系架构特征及设计原则
4.2 具有共享区的寄存器堆的分页设计
RISC设计思想的最主要特点是所有的操作都是面向寄存器的。利用寄存器---寄存器操作的指令进行数据传送,加快了速度,而且还简化了指令控制逻辑,缩小了硬布线逻辑构成的控制部件的芯片面积。
在指令中固定寄存器地址的位数必然限制寄存器的数量,但是引入高端处理器的分段、分页的设计思想就可以扩展寻址的范围。分段、分页的设计思想的根本出发点在于将存储器的线性地址分解成二维或多维地址;在指令中只表达最低维地址,而使用其它设施(如段号寄存器、页号寄存器)用来存放高维地址。一般将寄存器堆分成若干个页,每个页有固定的大小,在指令中只使用寄存器的页内地址。在系统专用寄存器中设置一个页号寄存器,通过改变其内容来切换对不同页寄存器的访问。
为克服单纯分页机制中的各种缺陷,通常采用具有共享区的分页设计,这样不仅减少了指令中寄存器逻辑地址的位数,而且在任何时候都能够访问系统寄存器,同时便于不同页寄存器之间通过共享区中的通用寄存器交换信息。当然还得有相应的逻辑地址到物理地址的映射的方法措施。
4.3 程序空间的分页设计
由于和寄存器堆同样的原因,在指令中若采用完整的程序空间地址,也会局限程序空间的大小,所以对程序空间通常也采用了分页的设计思想,同时在不同页内设置了公共程序区(若指令长度完全符合程序空间地址的要求,则无需此思想),其设计思想类同于具有共享区的寄存器分页设计,在此不再赘述。唯一与寄存器公共区不同的是:程序公共区是为程序在不同页之间跳转提供平台。
4.4 流水线技术
流水线设计与8位RISC微控制器体系架构密不可分,是整个系统的设计核心,它的选用优劣直接影响到系统的性能和功耗。大电流电感
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