何嘉斌 何 方 张雄希 龚兰芳

     来源：《单片机与嵌入式系统应用》

     摘要：介绍sx系理单片机的性能、内部结构、端口特性和存储器体系结构，说明虚拟外设这一新的其广阔的应用前景。sx系列单片机具有高速运行和灵活的i/o特性，可作为一个嵌入式设备应用在通信类的产品设计中。

     关键词：嵌入式internet设备

     risc结构 配置端口状态 存储器体系结构 虚拟外设

     sx52bd（以及sx48bd）是sx系列产品，是采用cmos工敢制造的、可配置的通信控制器。它的操作频率可达到50/75/100mhz，是一种高速计算机；其大部分指令为单周期指令，运行速度可达到一般mcu的20倍；灵活的i/o特性使之具有高效的实时控制功能。正因为它的高速运行特性，设备可以用软件模块（虚拟外设）替代一部分过去由硬件实现的实时功能，这是sx系列的最重要的特点。目前可以实现的虚拟外设大多用于通信设备，如通信接口和internet连接协议等。下面主要从它的硬件结构进行说明。

     1 主要性能和特点

     ①cpu性能。基于risc结构，采用压缩的指令系统，除branch外大部分为单周期指令；操作频率最高可达100mhz，此时指令周期10ns，内部中断响应时间达30ns；可以通过运行时间内读代码（iread指令）进行快速平台查找；它能克服一般mcu运行速度慢的缺点，使得sx系列的内部程序达到硬件实时控制功能的目的。

     ②硬件外设特性。内部包含2个（带8位预定标器的）16位定时器，运行方式有软件时钟模式、pwm模式、同步pwm/捕捉模式以及外部事件模式；有一个（带8位预定标器的）可编程的8位定时/计数器（rtcc）和看门狗计时器（共享rtcc预定标器）；内部包含模拟比较器，这对于一般的应用来说显得十分方便。

     ③由于sx系列高速运行特性，再加上灵活的i/o功能，设备就可以用软件模块（虚拟外设）代替那些硬件所具有的准确的实时功能。目前可以实现的虚拟外设大多用于通信设备（例如通信接口和internet连接协议等）以及作为运行速度比较高的信号发生装置和转换装置。

     ④编程和调试支持。可以通过串口或并口对芯片进行在线编程（例如可以接振荡器引脚进行在线串行编程），芯片具有在线调试支持逻辑。对于实时仿真、全程调试，可以由第三工具供应商提供完备的开发环境。这些软件支持包括：即时可用的虚拟外设模块库、虚拟外设综合实例以及用于通信的应用软件工具包等。

     sx设备在衬能够提供新的思路和解决办法，一方面它可对应用于一些常规的设备，如：过程控制器、电子设备/工具、安全/监视系统、汽车用户、动力控制系统、私人通信设备等等；另一方面，sx通信控制器为sx堆栈的硬件平台，它能实现执行整个tcp/ip协议、物理层及其它相关的高速通信层——虚拟外设模块。边疆的虚拟外设库也在不断扩大应用范围，如：internet协议堆栈、通信接口的出现都使设计师就能将一些产品嵌入internet。它的整个网络连接协议堆栈工具能使单片网络服务器和e-mail设备在嵌入式场合中应用。平些工具包括tcp/ip网络连接协议、物理层及其它的相关的高速通信层——虚拟外设模块。它的虚拟外设库也在不断扩大应用范围，如：internet协议堆栈、通信接口的出现都使设计师就能将一些产品嵌入ｉnternet。它的整个网络连接协议堆栈工具能使单片网络服务器和ｅ－ｍａｉｌ设备在嵌入式场合中应用。这些工具包括tcp/ip网络连接协议的物理层界面，使系统设计师能开发出一些成本低廉的嵌入式internet设备，而不必用到外部的物理通路或pc网关。

     2 电路结构

     图1所示为sx系列产品的内部结构框图。可以看到sx系列产品内部使用了2个独立的具有不同地址总线的存储器，一个用于程序，另一个用于数据，两者是严格区分开的。它允许数据同时从程序存储流至sram，能从程序存储器访问数据表格。这一结构的优点为：取指为存储传送可通过多层通道交替进行。这意味着在执行当前指令