一种具有可移植性与低功耗的MCU装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种具有可移植性与低功耗的MCU装置，主要包括内核和外设两大部分的设计。在内核方面，本发明专利技术实现了指令架构，存储架构和流水线架构的简化。同时在外设方面，该发明专利技术针对目前工业场景下的需求进行设计，模块化了UART、SPI和TMR0等模块，基于SFR总线协议进行了实现。本发明专利技术与MAPLAB集成开发环境可以相兼容，具有良好的可移植性。此外本发明专利技术还采用操作数隔离的方式对运算单元进行了改进，有效地降低了MCU的动态功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有可移植性与低功耗的mcu装置，涉及微控制器。

技术介绍

1、伴随着技术的进步与社会的演进，社会在最近几年里也正在以令人惊讶的方式经历着一场深刻变化。人类社会由最开始的机械电子工业、随后的电子信息时代、现在的智能时代都经历着巨大的变革。伴随着时代的不断变化，电子产品发展表现出了越来越明显的态势，在我们的日常生活当中扮演者更加重要的角色。在一定程度上，电子产品已成为当代人们生活必不可少的部分。在集成电路与互联网技术高速发展的背景下，各类电子产品层出不穷，已经成为了当今社会中的一个重要产品。当前世界各大企业纷纷开发本国微控制器产品来适应市场需求。随着物联网，汽车电子，工业控制等行业的发展，微控制器（mcu）的下游应用需求将会不断攀升，这为mcu产业市场拓展提供了广阔空间。

2、mcu是一款集成了存储器、输入输出端口、定时器、串行通信端口和数模转换器（digital-to-analog converter,dac）等外围器件的系统计算机，它的核心是中央处理器（central process unit,cpu）。mcu可以处理各种复本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有可移植性与低功耗的MCU装置，其特征在于，包括指令架构、存储架构、流水线架构、处理器内核与外设IP、UART模块、SPI模块、TMR0模块、GPIO模块和WDT模块；

2.根据权利要求1所述的具有可移植性与低功耗的MCU装置，其特征在于，对专用寄存器堆模块中的每个寄存器地址都设置有相应的操作标识，当ALU类指令到达时，每条指令所包含的操作码、SRC1和SRC2操作数在计算完成后会传送到ALU单元之中，在输入SRC1和SRC2操作数之前，引入了一个操作数隔离寄存器，ALU的操作数隔离电路用于在执行运算时，将不同的操作数有效地隔离和选择，该电路通过使用多路复用器和控制...

【技术特征摘要】

1.一种具有可移植性与低功耗的mcu装置，其特征在于，包括指令架构、存储架构、流水线架构、处理器内核与外设ip、uart模块、spi模块、tmr0模块、gpio模块和wdt模块；

2.根据权利要求1所述的具有可移植性与低功耗的mcu装置，其特征在于，对专用寄存器堆模块中的每个寄存器地址都设置有相应的操作标识，当alu类指令到达时，每条指令所包含的操作码、src1和src2操作数在计算完成后会传送到alu单元之中，在输入src1和src2操作数之前，引入了一个操作数隔离寄存器，alu的操作数隔离电路用于在执行运算时，将不同的操作数有效地隔离和选择，该电路通过使用多路复用器和控制信号，根据指令需求从寄存器或立即数中选择操作数，送入alu进行运算。

3.根据权利要求1所述的具有可移植性与低功耗的mcu装置，其特征在于，所述指令存储区分配有不同大小和数量的区域，根据指令的大小、数量及其特性，划分指令存储区为多个区域；接着，为每种类型的指令分配一个或多个存储区域，这些区域的大小和数量根据预期的指令集规模进行调整；最后，通过动态分配和静态分配策略来实现指令存储的利用；通过分区技术与地址转换技术，使得指令存储具有更广泛的适用性；所述地址转换技术，用于管理和访问存储器的方法，将逻辑地址映射到物理地址；需要访问的指令或数据在内存中的地址超出当前内存分页的范围时，采用多种不同的寻址方式来实现直接跳转到目标地址；因指令存储器与寄存器有某种映射关系，所以在程序运行时，若内存无残留，则需要对整个操作系统进行重新初始化。

4.根据权利要求1所述的具有可移植性与低功耗的mcu装置，其特征在于，所述数据存储区，分成4个独立分页，分页主要包括特殊功能寄存器区，通用寄存器区，以及公共映射区；特殊功能寄存器区为存放具有特殊功能的寄存器，在每一个分页上安装有低地址的单位，包括内核与外设这两种类型的配置寄存器；在一个设定的时间里，特殊功能寄存器区按设定规则读写数据文件，在设定时间点，通过定时器中断或调度器触发，对映射到设定内存地址的特殊功能寄存器进行读写操作，依据预先定义的规则和条件，从而实现对硬件功能的控制和监视；通用寄存器内保存有软件内定义变量通用数据并保存于各分页高地址单元。

5.根据权利要求1所述的具有可移植性与低功耗的mcu装置，其特征在于，所述专用寄存器堆模块为内核和外围设备设置工作信息，能实时地记录程序在执行时产生的各种标志信号；该模块由六个有特殊作用的寄存器组成：indf是间接寻址模式寄存器，pcl是程序计数器的低八位，status是状态寄存器，fsr是文件选择寄存器，pclath是程序计数器的高五位，而work是工作寄存器但没有统一地址编码；每个寄存器都有相应的复位值。

6.根据权利要求1所述的具有可移植性与低功耗的mcu装置，其特征在于，所述程序计数器模块的分析当前指令的解码、运算结果和外部中断，从而确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志坚，
申请(专利权)人：苏州瑞律捷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：