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MCU單片機的工作原理

MCU的工作原理是逐條執(zhí)行預(yù)存指令的過程,不同類型的單片機有不同的指令系統(tǒng)。為了讓一個單片功能自動完成某項具體任務(wù),必須將所要解決的問題編成一系列的指令,并且這些指令必須是由一個單獨的函數(shù)來識別和執(zhí)行的,這樣一系列指令的集合就變成了程序,這些程序需要預(yù)先儲存在有存儲能力的存儲器中,也就是我們常說的內(nèi)存。


由于程序是按順序執(zhí)行的,因此程序中的指令也是一條條地存儲,MCU在執(zhí)行程序時要將這些指令逐個提取并執(zhí)行,必須擁有能夠跟蹤指令所在存儲單元的功能,這個部分就是程序計數(shù)器PC(包括CPU在內(nèi)),當(dāng)程序開始運行時,PC將會被分配到程序中每一條指令的存儲單元,并一一執(zhí)行該項指令,PC中的內(nèi)容自動增加,增加量由這個指令長度決定,每一條都指向下一條指令的起始地址,保證指令順序執(zhí)行。


內(nèi)核架構(gòu)是影響MCU性能的一個關(guān)鍵要素,更優(yōu)秀的運算單元需要更先進的內(nèi)核架構(gòu)。十幾年前,各大MCU廠商均采用各自的內(nèi)核,如瑞薩采用RX內(nèi)核,飛思卡爾采用PowerPC,微芯采用PIC,Atmel采用AVR。隨著ARM推出Cortex-M架構(gòu)并開展了獨特的開創(chuàng)IP授權(quán)的模式,以其軟件代碼的共享和高兼容性、高密度指令集等特點,現(xiàn)已逐步占據(jù)主導(dǎo)地位。


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