單片機(jī)的"位"

時(shí)間：2018-10-24 11:40:02

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[導(dǎo)讀]　　常見的MCU有8位、16位、32位、64位以及更早之前有4位(當(dāng)然現(xiàn)在也在使用)，至于128位的？可能PowerPC有的吧，但貌似已經(jīng)不屬于MCU的范圍了吧?！　∧敲吹降孜覀兪窃趺磥韯澐诌@個(gè)“位”的呢？　　取決于Internal D

　　常見的MCU有8位、16位、32位、64位以及更早之前有4位(當(dāng)然現(xiàn)在也在使用)，至于128位的？可能PowerPC有的吧，但貌似已經(jīng)不屬于MCU的范圍了吧。

　　那么到底我們是怎么來劃分這個(gè)“位”的呢？

　　取決于Internal Data Bus Width 內(nèi)部數(shù)據(jù)總線寬度。

　　目前MCU有兩種架構(gòu)：

　　　　1.馮·諾依曼結(jié)構(gòu)(Von-NeumannArchitecture)或(普林斯頓體系架構(gòu)(Princetion Architecture))

　　　　　　PM(Program Memory)和DM(Data Memory)兩個(gè)存儲(chǔ)器共用一個(gè)總線，此總線位數(shù)即為單片機(jī)的位數(shù)。

　　　　　　例如：MSP430

　　　　　　MSP430G2系列是16-bit RISC CPU，內(nèi)核包含一個(gè)16-bit的ALU，寄存器也是16位，16-bit address bus、16-bit data bus也就是MABW(Memory Address Bus Width)等于MDBW(Memory Data Bus Width)。

　　　　　　一般來說標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)是這樣的，但現(xiàn)在更多的是改進(jìn)型架構(gòu)，會(huì)出現(xiàn)PMBW(Progrm Memory Bus Width)大于DMBW(Data Memory BusWidth)的情況，此時(shí)MABW大于等于MDBW。

　　　　　　例如：MSP430

　　　　　　MSP430F5系列是16-bit RISC CPU，但內(nèi)核包含一個(gè)16-bit或20-bit的ALU，寄存器是20位，但16-bit address bus或20-bit address bus、16-bit data bus也就是MABW大于等于MDBW。

　　　　　　此時(shí)能因?yàn)锳LU是20位，寄存器是20位就說這個(gè)CPU是20位CPU嗎？顯然不能，因?yàn)榍懊嬲f了“位”取決于IDBW，MABW的改變只是提升了CPU的尋址范圍，從16位的64KB提高到了20位的1MB。

　　　　　　注：這里說MSP430X CPU是Von-NeumannArchitecture改進(jìn)型為個(gè)人看法。

　　　　2.哈佛架構(gòu)(Harvard Architecture)

　　　　　　在Harvard Architecture中PM和DB是相互獨(dú)立的，那么PMBW(Pragram Memory Bus Width)和DMBW(Data Memory Bus Width)就可以不同，或者說Harvard Architecture就是為了這個(gè)的不同才設(shè)計(jì)的。

　　　　　　例如：PIC 8位系列

　　　　　　　　“Instructions and Data on separate busses”，也就是說PMB和DMB是相互獨(dú)立的。

　　　　　　　　“Wide program memory buses (12, 14 & 16-bit)”，程序存儲(chǔ)器位寬(PMW)分為12-bit、14-bit和16bit，官方手冊(cè)里面寫的是“12-Bit Wide Instructions”(PIC10F系列)這個(gè)就是PMW，此時(shí)我們不能說它是12位的CPU，因?yàn)镈MW是8位的，ALU和寄存器都是8位的。

　　　　　　　　說明:PMB的AW(Addess Width)和DMB的AW也可以不同,不僅這兩個(gè)可以不同，PMAW(Program Memory Address Width)和PMW、DMAW(Data Memory Address Width)和DMW也可以不同。

以上為個(gè)人總結(jié)，僅供參考，如有侵權(quán)請(qǐng)告知。

以下為參考資料

　　MAB(Memory Address Bus) 存儲(chǔ)器地址總線　　MABW(Memory Address Bus Width) 存儲(chǔ)器地址總線位寬

　　MDB(Memory Data Bus) 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線　　MDBW(Memory Data Bus Width) 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線位寬

　　以上兩者的位寬(Width)在Von-NeumannArchitecture中是相等的，即MABW=MDBW。

　　在一定總線頻率下，位寬越寬，帶寬越寬，也就意味著提高了數(shù)據(jù)存取的速率。

附：

　　總線基礎(chǔ)知識(shí)：

　　1、總線的帶寬(總線數(shù)據(jù)傳輸速率)

　　　　總線的帶寬指的是單位時(shí)間內(nèi)總線上傳送的數(shù)據(jù)量，即每鈔鐘傳送MB的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率。與總線密切相關(guān)的兩個(gè)因素是總線的位寬和總線的工作頻率，它們之間的關(guān)系：

　　　　總線的帶寬=總線的工作頻率*總線的位寬/8