何嘉斌 何 方 張雄希 龔蘭芳

     來源：《單片機與嵌入式系統應用》

     摘要：介紹sx系理單片機的性能、內部結構、端口特性和存儲器體系結構，說明虛擬外設這一新的其廣闊的應用前景。sx系列單片機具有高速運行和靈活的i/o特性，可作為一個嵌入式設備應用在通信類的產品設計中。

     關鍵詞：嵌入式internet設備

     risc結構 配置端口狀態 存儲器體系結構 虛擬外設

     sx52bd（以及sx48bd）是sx系列產品，是采用cmos工敢制造的、可配置的通信控制器。它的操作頻率可達到50/75/100mhz，是一種高速計算機；其大部分指令為單周期指令，運行速度可達到一般mcu的20倍；靈活的i/o特性使之具有高效的實時控制功能。正因為它的高速運行特性，設備可以用軟件模塊（虛擬外設）替代一部分過去由硬件實現的實時功能，這是sx系列的最重要的特點。目前可以實現的虛擬外設大多用于通信設備，如通信接口和internet連接協議等。下面主要從它的硬件結構進行說明。

     1 主要性能和特點

     ①cpu性能。基于risc結構，采用壓縮的指令系統，除branch外大部分為單周期指令；操作頻率最高可達100mhz，此時指令周期10ns，內部中斷響應時間達30ns；可以通過運行時間內讀代碼（iread指令）進行快速平臺查找；它能克服一般mcu運行速度慢的缺點，使得sx系列的內部程序達到硬件實時控制功能的目的。

     ②硬件外設特性。內部包含2個（帶8位預定標器的）16位定時器，運行方式有軟件時鐘模式、pwm模式、同步pwm/捕捉模式以及外部事件模式；有一個（帶8位預定標器的）可編程的8位定時/計數器（rtcc）和看門狗計時器（共享rtcc預定標器）；內部包含模擬比較器，這對于一般的應用來說顯得十分方便。

     ③由于sx系列高速運行特性，再加上靈活的i/o功能，設備就可以用軟件模塊（虛擬外設）代替那些硬件所具有的準確的實時功能。目前可以實現的虛擬外設大多用于通信設備（例如通信接口和internet連接協議等）以及作為運行速度比較高的信號發生裝置和轉換裝置。

     ④編程和調試支持。可以通過串口或并口對芯片進行在線編程（例如可以接振蕩器引腳進行在線串行編程），芯片具有在線調試支持邏輯。對于實時仿真、全程調試，可以由第三工具供應商提供完備的開發環境。這些軟件支持包括：即時可用的虛擬外設模塊庫、虛擬外設綜合實例以及用于通信的應用軟件工具包等。

     sx設備在襯能夠提供新的思路和解決辦法，一方面它可對應用于一些常規的設備，如：過程控制器、電子設備/工具、安全/監視系統、汽車用戶、動力控制系統、私人通信設備等等；另一方面，sx通信控制器為sx堆棧的硬件平臺，它能實現執行整個tcp/ip協議、物理層及其它相關的高速通信層——虛擬外設模塊。邊疆的虛擬外設庫也在不斷擴大應用范圍，如：internet協議堆棧、通信接口的出現都使設計師就能將一些產品嵌入internet。它的整個網絡連接協議堆棧工具能使單片網絡服務器和e-mail設備在嵌入式場合中應用。平些工具包括tcp/ip網絡連接協議、物理層及其它的相關的高速通信層——虛擬外設模塊。它的虛擬外設庫也在不斷擴大應用范圍，如：internet協議堆棧、通信接口的出現都使設計師就能將一些產品嵌入ｉnternet。它的整個網絡連接協議堆棧工具能使單片網絡服務器和ｅ－ｍａｉｌ設備在嵌入式場合中應用。這些工具包括tcp/ip網絡連接協議的物理層界面，使系統設計師能開發出一些成本低廉的嵌入式internet設備，而不必用到外部的物理通路或pc網關。

     2 電路結構

     圖1所示為sx系列產品的內部結構框圖。可以看到sx系列產品內部使用了2個獨立的具有不同地址總線的存儲器，一個用于程序，另一個用于數據，兩者是嚴格區分開的。它允許數據同時從程序存儲流至sram，能從程序存儲器訪問數據表格。這一結構的優點為：取指為存儲傳送可通過多層通道交替進行。這意味著在執行當前指令