MIPS32位架构详解及PIC32MM系列主要特点

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本文主要详解基于MIPS的PIC32MM系列32位单片机,首先介绍了MIPS32位架构,其次介绍了PIC32MM系列主要特点及PIC32MM系列模拟集成,最后阐述了PIC32MM系列目标应用,具体的跟随小编来详细的了解一下。
 
MIPS简介
MIPS是世界上很流行的一种RISC处理器。MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”(Microprocessor without interlocked piped stages),其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。它最早是在80年代初期由斯坦福(Stanford)大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。MIPS公司的R系列就是在此基础上开发的RISC工业产品的微处理器。这些系列产品为很多计算机公司采用构成各种工作站和计算机系统。 MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一,新的架构集成了所有原来MIPS指令集,并增加了许多更强大的功能。
 
MIPS32位架构详解
MIPS32®架构刷新了32位嵌入式处理器的性能标准。它是MIPS科技公司下一代高性能MIPS-Based™处理器SoC发展蓝图的基础,并向上兼容MIPS64®64位架构。MIPS架构拥有强大的指令集、从32位到64位的可扩展性、广泛的软件开发工具以及众多MIPS科技公司授权厂商的支持,是领先的嵌入式架构。MIPS32架构是以前的MIPS I™ 和 MIPS II™指令集架构(ISA)的扩展集,整合了专门用于嵌入式应用的功能强大的新指令,以及以往只在64位R4000™ 和 R5000® MIPS®处理器中能见到的已经验证的存储器管理和特权模式控制机制。通过整合强大的新功能、标准化特权模式指令以及支持前代ISA,MIPS32架构为未来所有基于32位MIPS的开发提供了一个坚实的高性能基础。
 
MIPS32架构基于一种固定长度的定期编码指令集,并采用导入/存储(load/store)数据模型。经改进,这种架构可支持高级语言的优化执行。其算术和逻辑运算采用三个操作数的形式,允许编译器优化复杂的表达式。此外,它还带有32个通用寄存器,让编译器能够通过保持对寄存器内数据的频繁存取进一步优化代码的生成性能。
 
MIPS32架构从流行的R4000/R5000类64位处理器衍生出特权模式异常处理和存储器管理功能。它采用一组寄存器来反映缓存器、MMU、TLB及各个内核中实现的其它特权功能的配置。通过对特权模式和存储器管理进行标准化,并经由配置寄存器提供信息,MIPS32架构能够使实时操作系统、其它开发工具和应用代码同时被执行,并在MIPS32 和MIPS64处理器系列的各个产品之间复用。
 
它的高性能缓存器及存储器管理方案的灵活性仍继续成为MIPS架构的一大优势。MIPS32架构利用定义良好的缓存控制选项进一步扩展了这种优势。指令和数据缓存器的大小可以从256byte到4Mbyte。数据缓存可采用回写或直写策略。无缓存也是可选配置。存储器管理机制可以采用TLB或块地址转换(BAT)策略。利用TLB,MIPS32架构可满足Windows CE 和Linux的存储器管理要求。
 
由于增加了密集型数据处理、数据流和断言操作(predicated operaTIons) ,可满足嵌入式市场不断增长的计算需求。条件数据移动(CondiTIonal data move)和数据缓存预取(prefetch)指令被引入,以期提高通信及多媒体应用的数据吞吐量。固定浮点DSP型指令可进一步增强多媒体处理能力。这些新指令,包括乘法、乘加、乘减和“前导计数(count leading)0s/1s”,在处理音频、视频和多媒体等数据流时,无需在系统中增加额外的DSP硬件即可提供更高的性能。功能强大的浮点指令可加快某些任务的执行速度,比如一些DSP算法的处理、图形操作的实时计算。浮点操作可选择软件仿真。最后,为简化系统集成任务,MIPS32标准定义EJTAG(增强型JTAG)选项功能作为非入侵式、片上实时调试系统。

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基于MIPS的PIC32MM系列32位单片机介绍
PIC32MM系列是Microchip功耗最低且最具成本效益的32位PIC32单片机系列。PIC32MM系列填补了我们广受欢迎的PIC24F XLP和PIC32MX系列之间的空白。PIC32MM器件的休眠模式电流低至500 nA,封装尺寸小至4 &TImes; 4 mm,适用于需要更长电池寿命和更小外形的应用。这些器件具有独立于内核的外设,例如可配置逻辑单元(CLC)和多输出捕捉/比较/PWM(MCCP),旨在降低CPU负荷。采用紧凑型microMIPS™指令、microApTIv™ UC内核和影子寄存器集,使PIC32MM系列器件在25 MHz时可达79 CoreMark™评分。microMIPSISA整合了16位和32位指令,以实现紧凑的代码。Microchip的MPLAB®代码配置器(MCC)支持该系列器件,有助于简化设计。
 
PIC32MM系列主要特点
1、低功耗:优化电池的功耗性能
2、低电压休眠模式,RAM数据保持电流《 500 nA
3、低成本:批量购买时单价低至0.60美元
4、小外形封装:4 × 4 mm、5 × 5 mm和6 × 6 mm
5、集成独立于内核的外设
6、ADC、比较器、RTCC、WDT和CLC
7、灵活的PWM/IC/OC/定时器(MCCP和SCCP)
 
PIC32MM系列模拟集成
1、12位200 ksps ADC、5位DAC和比较器
2、 受MPLAB代码配置器支持,可简化设置

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PIC32MM系列目标应用
1、低功耗/无线应用:
• IoT传感器节点
• 联网温控器/环境监视
• 便携式医疗设备和远程控制
 
2、消费类应用:
• 游戏控制台和家庭保健/健身设备
 
3、工业控制应用:
• 楼宇自动化和温度/照明控制
 
4、 低成本电机控制应用:
• 白色家电和小家电

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