处理实时应用的RTX 2000 16位微控制器

Harris Semiconductor公司最近推出的RTX 200016位优化指令集处理机,填补了时控制用中32位缩减指令集计算机(RISC)芯片与速度较慢的16位微控制器之间的空隙。该公司将此处理机命名为实时特快(RTX)系列,其中心是个执行Forth语言指令的16位CPU核。经过优化该处理机的结构,大多数指令的执行时间与芯片的短100ns时钟周期匹配。由于快速片载硬件乘法器和CPU面向栈的结构,即使如16位乘法这样的复杂命令也能在一个周期内完成。这样,使用20MHz外部时钟,其持续执行速度为10～20MIP(每秒百万条指令);对于简单的重复性操作,它的峰值速度可达30MIP。

三端口动态RAM使数据传送更快

在视频和数据缓冲应用中,双端口视频RAM的速度明显快于标准动态RAM(DRAM)。但是它的半字节宽高速串行口依然是系统的瓶颈,因为在任一时刻,数据只能以一个方向传输。再者,高性能视频子系统和新一代智能磁盘控制器需要叠加的数据传输,使得新数据可以在旧数据离开系统的同时进入系统。 有几种方法试图满足这种系统大流通量需求。有的使用多组存储器芯片,这些存储器组需要复杂的控制装置协调操作。但是,Micron

三维图形芯片提高了显示器控制器的速度

三维图形市场在两三年前还只是个小市场,而现在则蓬勃发展, 在主流PC市场中广受欢迎。据预测,三维图形芯片市场到2000年将增至15亿美元,三维图形控制器将从1996年的700万个增至2000年的7000万个。 为什么人们对三维表现出如此浓厚的兴趣呢?因为三维使用户可以在计算机屏面上模拟真实世界的情况。例如,您如果在PC上运行“毁灭”、“降落”

低复杂性PLD具有最高的速度

由于人们不断需要更大的系统吞吐量和更高的时钟速度,因而速度更高的逻辑电路正在不断推向市场。低复杂性可编程逻辑器件(PLD)能跟上这种发展步伐,力图提供系统所需的高速门电路。这些常常叫做PAL(可编程阵列逻辑)和GAL(普通阵列逻辑)的低复杂性PLD,被定义为具有几百个可配置逻辑门的芯片。这种芯片建立在可编程AND门和固定OR门基础上。(PAL是Monolithic MemoriesInc.(MMI)公司于70年代中期首创,而MMI随后被Advanced Micro Devices购并。GAL是由Lattice Semiconductor公司首创的)。

16位嵌入式控制器打开了新市场 最新的16位MCU的更高集成度和更高处理速度有助于降低系统成本

现在越来越难以确定16位MCU究竟应包含哪些单元。它是具有16位的数据通路并有通向外界的16位接口的芯片?还是使用16位指令和8位或32位算术逻辑单元(ALU)/数据通路的器件?或是具有8位外部数据通路和16位内部数据通路的电路?抑或是具有16位数据通路且使用可变长度指令的处理器?最新的16位嵌入式控制器向设计师提供了中型处理器的性能,这个性能优于流行的高档8位微控制器(MCU),但其成本没有新的全32位控制器那么高。这些16位控制器现在达到20MIPS的处理速度,为许多系统设计提供了近乎单片逻辑的解决方案,这应归功于更高的集成度和先进的工艺技术:更高的集成度可以把更多的系统功能集成于CPU芯片上,先进的工艺技术使芯片可以使用更高的时钟速度和新的存储器。

减少系统复杂性的零功耗支持逻辑

今天有许多可以取代分立逻辑功 能的单片微控制器。但在多数情 况下,一个单片微控制器需要各种支持芯片(RAM、EPROM和逻辑电路)才能组成系统。这些分开的易关性和非易失性存储器以及系统支持逻辑芯片反过来增加了系统的功耗和芯片数。事实上,这些附加芯片的功耗可以数倍于支持电路的单片设计方案,这是因为为了驱动芯片与芯片之间的连接,所有的I/O线和信号均有损耗。 大约在3年前,WSI(以前叫做WaferScale Integration)公司研制了第一代的单片支持IC,目的是支持5V的数字信号处理器和微控制器。该公司最初的可编程系统器件(PSD)产品系列把RAM。

具有不折不扣多媒体功能的高性能CPU 增强型体系结构使得最新的CPU能够轻松执行多媒体算法

为了满足日益提高的多媒体性能要求,高档CPU加快了时钟频 率,并增加了新的指令和片上逻辑以加快多媒体算法所需的计算速度。如今CPU 的时钟频率为166 至200MHz,只能处理一些复杂性低到中等的多媒体任务──软调制解调、声音重放以及MPEG解压,增强型CPU将会取而代之。 随着多媒体在多种场合应用得越来越多,人们要求进一步提高系统的多媒体处理能力。

能处理声音/视像的单片多媒体加速器

多媒体子系统的实现方法在不断 改进,对其基础平台的性能要求 是老式的IBM兼容型PC硬件所满足不了的。例如,在以16位ISA总线为中心的DOS世界里,基于Sound-Blaster兼容性开发的流行声频子系统与针对PCI总线的较新式多媒体声频卡不兼容。这是因为这两种总线的中断结构和其他控制信号存在差别。此外,VGA图形加速器必须增加一些逻辑电路才能支持三维显形和多媒体视像。如果没有三维显形电路或MPEG解码器之类的附加支持电路,系统将很难实现逼真的活动图像和良好的图形性能。 但是,需要两种声频处理方法或附加的视像支持电路导致了硬件的重复,增加了用户或系统生产厂家的成本。直到最近以前,系统用户如果想在Mi-crosoft Windows环境中运行Sound-Blaster和MPEG兼容型声音软件,通常必须增加多种声频卡,可能还需要增加一块MPEG解码器卡以弥补己安装的VGA/SVGA图形卡的不足。

经过仔细高速的RISC器件达到最高性能 最新的32位处理器集成了许多高速嵌入式系统成本所需的功能

随着设计的新系统需要越来越多的智能,8位和16位的控制器正在让位给32位RISC处理器。但是,第1代和第2代RISC处理器相对高的成本使它们推迟进入注重成本的应用领域如消费产品、电子游戏机和汽车系统。 但是,随着设计师开始关注系统总成本而不是只盯着CPU芯片的成本,最新的高度集成的32位处理器采用了比从前更为经济有效的32位结构。最近两年,各家ASIC和CPU厂家提供的“单片系统”方法也越来越受到关注。在这种方法中,设计师从基本的CPU核心开始,再增加一些标准的和定制的宏单元。因此,他们可以巧妙设计出针对系统进行优化的处理方案,其别出心裁的设计使竞争对手难以模仿。