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更新时间：2024-06-27 18:06:11
单片机 dsPIC30F2010
2.1 内核概述 内核的指令字长为 24 位。程序计数器 （PC）为 23 位 宽，其 低有效位（LSb）始终为 0 （见第 3.1 节“程 序地址空间”）， 高有效位（MSb）在正常的程序执 行期间被忽略，某些专用指令除外。因此， PC 能够寻 址 大为 4M 指令字的用户程序空间。 使用指令预取机 制来帮助维持吞吐量。使用 DO 和 REPEAT 指令，支持 无循环计数管理开销的程序循环结构，而DO和REPEAT 这两条指令在任何时候都可被中断。 工作寄存器阵列由 16 个 16 位寄存器组成，每个寄存器 均可作为数据、地址或偏移量寄存器。 一个工作寄存器 （W15）用作中断和调用时的软件堆栈指针。 数据空间为 64KB （32K 字），被分成两块，称为 X 和 Y 数据存储空间。每个存储块有各自独立的地址发生单 元（Address Generation Unit，AGU）。大多数指令只 通过 X 存储空间 AGU 进行操作，这样对外界而言数据 空间就是单独而统一的。乘－累加（MAC）类双源操作 数 DSP 指令，通过 X 和 Y 的 AGU 进行操作，这将数 据地址空间分成两个部分 （见第 3.2 节 “数据地址空 间”）。 X 和 Y 数据空间边界视具体器件而定，用户不 能改变它们。每个数据字由 2 个字节构成，大多数指令 可以把数据当作字或字节来进行寻址。 对于存储在程序存储空间中的数据，有两种存取方法： • 数据存储空间的高32 KB可以映射到程序空间的下 半部分 （用户空间），映射的边界可以是任何 16K 程序字边界，边界由 8 位的程序空间可视性页 （ Program Space Visibility Page， PSVPAG）寄 存器定义。这使得任何指令都能象存取数据存储空 间那样存取程序存储空间，但存取需要一个额外的 周期。此外，使用这个方法，只能存取每个指令字 的低 16 位。 • 使用任何工作寄存器，通过表读及表写指令，可以 对程序空间内的 32K 字页进行线性间接存取。表 读和表写指令能够用来存取一个指令字的全部 24 位。 X 和 Y 地址空间都支持无开销循环缓冲区（模寻址）。 模寻址的主要目的是要消除 DSP 算法的循环开销。 X AGU 还支持对目的有效地址进行位反转寻址，对于 基 -2 FFT 算法，这极大地简化了输入或输出数据的重 新排序。关于模寻址和位反转寻址的详细信息，参见第 4.0 节“地址发生器单元” 。 内核支持固有（无操作数）寻址、 相对寻址、立即数寻 址、存储器直接寻址、寄存器直接寻址、寄存器间接寻 址、寄存器偏移量寻址以及立即数偏移量寻址模式。指 令与预定义的寻址模式相关联，这取决于其功能需求。 对于大多数指令， 内核能够在每个指令周期内执行数据 （或程序数据）存储器读取、工作寄存器（数据）读取、 数据存储器写入以及程序（指令）存储器读取操作。 因此， 支持 3操作数指令，允许在单个周期内执行C = A + B 这 样的操作。 内核包含 DSP 引擎，这极大地提高了内核的运算能力 和吞吐能力。它具有一个高速 17 位× 17 位乘法器、一 个 40 位 ALU、两个 40 位饱和累加器和一个 40 位双向 桶形移位寄存器。累加器或任何工作寄存器中的数据， 可以在单个周期内右移 16 位或左移 16 位。 DSP 指令 可以无缝地与所有其他指令一起操作，且设计为能获得 佳实时性能。在把两个 W 寄存器相乘时， MAC 类指 令能够从存储器中同时取出两个操作数。为了能够同时 取数据操作数，对于 MAC 类指令，数据空间拆分为两 块，对所有其他指令数据空间则是线性的。对于 MAC类 指令，这是通过将某些工作寄存器专用于每个地址空 间，以透明而灵活的方式实现的。 内核不支持多级指令流水线。不过，为了 大限度地获 得可用的执行时间，使用了单级指令预取机制，在指令 执行的前一个周期，存取并部分译码指令。除了一些特 例外，大部分指令都在单个周期内执行。 内核具有用于陷阱和中断的向量异常处理结构，具有62 个独立的向量。异常包括 多 8 个陷阱（其中有 4 个是 保留的）和 54 个中断。根据用户指定的 1 到 7 之间的 优先级 （1 为 低优先级， 7 为 高优先级），以及预 定义的 “自然顺序”，决定每个中断的优先级。陷阱的 优先级是固定的，其优先级范围是从 8 到 15。 注： 本数据手册总结了 dsPIC30F 系列器件的功能， 但是不应把本手册当作无所不包的参考手册来 使用。有关 CPU、外设、寄存器说明和一般器件 功能的更多信息，请参阅《dsPIC30F 系列参考 手册》（DS70046E_CN）。有关器件指令集和编 程的更多信息，请参阅《16 位 MCU 和 DSC 程 序员参考手册》（DS70157E_CN）。 2011 Microchip Technology Inc. DS70118J_CN 第11 页