dsPIC30F单片机与PIC16F87X异同点分析

　　dsPIC30F单片机与PIC16F87X都是MICROCHIP公司的单片机类型，在推出PIC系列单片机并在市场站稳脚跟后，Microchip公司又推出了性价比介于16位单片机、32位单片机及DSP中低档机之间的dsPIC芯片。本文，我们将对两种系列单片机做一个简单比较。
　　dsPIC30F芯片采用16位（数据）改进型--非流水线的哈佛RISC结构。程序计数器（PC）为24位宽，可以寻址4M×24位的程序存储器空间。而PIC16F87X系列单片机采用的是8位流水线哈佛结构，有一个13位宽的程序计数器PC，最大只可寻址8K的程序存储器空间。DsPIC30F有16个16位的工作寄存器（W0～W15）。每个工作寄存器都可以作为数据、寻址或移位寄存器来操作。其中，第16个工作寄存器（即W15）作为中断和程序调用的堆栈指针。PIC16F87X系列同其它种类的PIC机一样，只含有一个用于ALU的8位W工作寄存器，相当于一般单片机的A累加器，是不可寻址的。
　　dsPIC30F指令字是24位的，其指令系统有很大的增强，最大特点就是包含了对DSP的支持。因为这种DSP引擎具有1个高速的16位与16位相乘的乘法器、1个40位的ALU、2个40位的饱和累加器（saturating accumulator）以及1个40位的双向移位器，因而能够明显提高芯片算法能力和周期。由此，这种芯片的指令系统就分成两大类--单片机类和DSP类。这种指令系统基于高效的C编译器，支持固有寻址（无操作数）、相对寻址、立刻寻址、存储器寻址、寄存器直接寻址、间接寻址和移动寻址7种方式。每条指令都同预先定义的寻址方式有关，而这些预定义的寻址方式是由特定功能需求决定的，且每条指令都支持这7种寻址方式。对于大多数指令，dsPIC30F芯片在每个指令周期能够执行数据（或程序数据）存储器读操作、工作寄存器（数据）读操作、数据存储器写操作以及程序（指令）存储器读操作。因此，它可以支持3操作数的指令，比如，在一个周期内可以完成A+B=C的操作。而PIC16F87X系列单片机每条指令长14位（其它系列指令字长也12位或16位的），整个指令系统共分成三类--字节操作类、位操作类以及立刻数操作和控制操作类，支持立即数寻址、寄存器间接寻址、直接寻址和位寻址四种寻址方式，但由于这样寻址种类的划分依据是操作数的来源，因此并非每条指令都可以支持这四种寻址方式，例如，位操作类的指令就只能采用位寻址方式。
　　对PIC16F87X系列单片机，其指令的操作个数最多只能是两个，另外，再加上这种系列单片机不提供对DSP的支持，那么在数字信号处理速度方面，同dsPIC30F相比显然要慢很多。dsPIC30F芯片的数据空间被一分为二，分别以X和Y数据存储器进行引用，可以作为32K字（word）或64KB（byte）进行寻址。每个存储器块都有自己独立的地址产生单元（AGU）。单片机类的指令仅单独通过X存储器的AGU单元进行操作，把整个存储器作为一个线性的数据空间进行寻址。而DSP类指令的乘法累加器（MAC）是通过X和Y的AGU共同操作的，这样就将数据地址空间分成相对独立的两部分。不过，这样的X和Y的数据空间边界是任意的，且是由芯片自身特性决定的。
　　数据空间存储器高位的32KB，通过定义8位程序空间可见页面寄存器PSVPAG（Program Space Visibility Page），任意的16位程序字边界中随意地被映射到的程序空间低位（用户空间），这样就使得任何指令能够像访问数据空间一样访问程序空间。不过，采用这种方式访问的执行时间比一般的访问方式要多一个周期。而且，只有每条指令字的低16位才可以使用这种方法访问。
　　PIC16F87X系列单片机的数据存储器分成多个存储区。每个存储区由通用寄存器和专用寄存器两部分组成。存储区之间的选择是通过定义状态寄存器STATUS的RP0和RP1位进行的，每个存储体最多只能达到128字节。dsPIC芯片不支持多级指令流水线，而采用单级指令预取机制，就是在可利用的最大执行时间前的一个周期访问指令。因此，dsPIC芯片大多数指令是单周期的。
　　此外，dsPIC30F芯片还有一个特征，就是含有由61个区分优先级的向量组成的矢量异常处理结构，这些异常情况包括复位（RESET）、6个捕捉以及54个中断。
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