1756-OF4目前對8位微控制器的產品開發(fā)和研究設計主要是以兼容市場上已被客戶廣泛采用的產品為前提，不斷提高性能并降低功耗以適應市場競爭和技術發(fā)展。對于原先為CISC指令系統(tǒng)的微控制器產品，在層出不窮的更新系列中已經漸漸的融合進了RISC思想;對于采用RISC指令系統(tǒng)的微控制器來說，更多的做法仍然是針對高性能低功耗的需求對其整個體系架構不斷地進行優(yōu)化和改善，尤其是流水線結構的改進zui為多見。本文正是在種形勢下提出的，主要討論RISC體系架構的8位微控制器產品的設計技術。

1756-OF4微處理器的結構特征和設計原則 　　

雖然現(xiàn)在業(yè)界對RISC 處理器應該具有什么特征還有不同的看法，但是各種RISC結構都有一些共性[4]：

（1）1756-OF4采用哈佛總線結構，大多數(shù)指令在一個時鐘周期內完成以便于實現(xiàn)結構流水化;

（2）采用獨立且簡單的裝載/存儲結構;

（3）指令解碼通常都是硬連線實現(xiàn)而不是微解碼，以便加快執(zhí)行速度;

（4）多數(shù)指令具有固定格式，以簡化指令編碼和譯碼;

（5）較小的指令集和少數(shù)幾種尋址模式;（6）數(shù)據(jù)通道流水線化，使處理過程高度并行;

（7）1756-OF4采用大容量高速寄存器堆（或稱為寄存器文件），盡量避免與速度較低的系統(tǒng)RAM交換數(shù)據(jù)。盡量將運算數(shù)據(jù)存放在寄存器中，從而減少訪問內存的次數(shù)。根據(jù)以上的討論，下文重點從體系架構的角度出發(fā)，就高性能、低功耗兩方面對8位RISC微控制器在設計中的關鍵技術進行了探討研究。

 4.關鍵技術 　　

4.1 RISC指令集的選取 　　1756-OF4控制器系統(tǒng)的使用跟軟件編程與硬件設計之間的規(guī)格接口密切相關，這個接口就是微控制器的指令集。指令體系結構（ISA）是進行微處理器軟硬件協(xié)同設計的前提。指令集必須完備，使所有可計算的功能都在合理的程序空間內得以實現(xiàn);而且指令集又必須是高效的，以便使常用的功能可以用相對少的指令實現(xiàn)。因此，提供給應用軟件開發(fā)的微控制器系統(tǒng)必須有一個完備而高效的指令集。

ALLEN BRADLEY 2711-B5A20 USPP 2711B5A20

INSTRUMENT TRANSFORMERS INC 3CPT3-60-30-SD0?7026 USPP 3CPT36030SD0702?6

SYMAX 8030-ROM-121 FNFP 8030ROM121

HEIDENHAIN CORP TNC131BM USPP TNC131BM

FOXBORO P0960AW NSPP P0960AW

GENERAL ELECTRIC 193X-530BBG01 NSFP 193X530BBG01

ALLEN BRADLEY 1336S-BX040-AA-?EN4-GM1-L5 USPP 1336SBX040AAEN4?G

GENERAL ELECTRIC 193X231AAG01 NSFP 193X231AAG01

ALLEN BRADLEY 2711P-T15C4A8 FNFP 2711PT15C4A8

ENDRESS & HAUSER 83F15-AAASAARAL?AAH NSFP 83F15AAASAARALA?A

INDRAMAT HDC01-1-A100N-P?B01-01-FW NSFP HDC011A100NPB01?0

ALLEN BRADLEY 506053 NSPP 506053

HARMONIC DRIVE 472446-1 NSFP 4724461

REXROTH 0-133-500-463 USPP

ALLEN BRADLEY 1336-B040-EAG USPP 1336B040EAG

POWERTEC INDUSTRIAL MOTORS INC M6HLON-00090-00 USPP M6HLON0009000