具有RISC结构的八位微控制器

摘要

基于RISC的八位微控制器(图1)包括八位寄存器堆(20),它除了有通用八位ALU(22)外还具有一专用算术逻辑单元ALU(ALU2)。寄存器堆还包括组合装置(16),用于组合一对寄存器以提供间接寻址用的十六位逻辑寄存器。专用ALU是十六位ALU,为寄存器对提供一定的算术功能,由此减轻了加在通用八位ALU上的计算负担。本发明的另一个特征是包括页面寄存器(RAMPx,y,z),他们与十六位逻辑寄存器的内容(14’)组合来提供更大的寻址范围。本发明的八位微控制器的另一个特点是用一条指令直接读/写寄存器堆内任何一位的位置。这就避免了现有技术的微控制器需要进行的各种加载、移位和/或掩蔽操作。

主权项

1.一种微控制器，其特征在于包括： 指令集； 程序存储器，用于存储从指令集中选中的指令； 具有多条控制线的指令执行单元，用于响应于指令的执行而提供控制信 号； 获取装置，用于从程序存储器中获得指令并把获得的指令装入指令执行单 元； 把获取装置耦合到指令执行单元的程序总线； 与程序存储器分开的数据存储器，所述数据存储器具有地址空间； 与所述程序总线分开的八位数据总线，所述数据总线耦合到数据存储器； 耦合到所述数据总线的寄存器堆，所述寄存器堆具有多个八位寄存器，所 述寄存器堆还具有用于把两个八位寄存器作为单个十六位逻辑寄存器进行访问 的组合装置，所述寄存器堆还具有耦合到组合装置的专用ALU，所述专用ALU 对经由组合装置访问的十六位逻辑寄存器执行算术功能； 通用ALU，具有耦合到寄存器堆来接收两个八位寄存器的内容的第一和第 二输入，所述通用ALU具有接收恒定值数据的第三输入，所述通用ALU具有 对第一、第二和第三输入进行选择性地操作以在一个时钟周期内产生输出的装 置，所述通用ALU具有耦合到数据总线的输出； 耦合到数据总线和通用ALU的状态寄存器，状态寄存器具有这些标志，包 括中断使能标志、位转移标志、半进位标志、2的补码溢出标志、负标志、符 号标志、零标志和进位，状态寄存器还具有用于访问和测试这些标志之一的位 测试装置； 直接地址总线，耦合所述程序执行单元以在程序执行期间直接访问所述数 据存储器或所述寄存器堆；以及 间接地址总线，为所述寄存器堆提供在程序执行期间对所述数据存储器的 间接数据访问，间接地址总线具有用于接收来自组合装置的十六位值用作十六 位地址的地址接收装置； 所述寄存器堆的八位寄存器具有限定于数据存储器的地址空间内的地址， 从而可作为寄存器和作为存储器位置寻址。