5.3 Микроконтроллеры семейства msp430
5.3.1 Архитектура
Микроконтроллеры семейства MSP430 содержат 16-разрядное RISC CPU, периферийные модули и гибкую систему тактирования, соединенные через фон Неймановскую общую адресную шину (МАВ) памяти и шину памяти данных (MDB). Объединяя современное CPU с отображаемыми в памяти аналоговыми и цифровыми периферийными устройствами, семейство MSP430 предназначено для приложений со смешанными сигналами.
Семейство MSP430 обладает следующими ключевыми особенностями:
1 Архитектура с ультранизким потреблением, увеличивающая время работы при питании от батарей:
для сохранности содержимого ОЗУ необходим ток не более 0,1 мкА;
модуль тактирования реального времени потребляет 0,8 мкА;
ток потребления при максимальной производительности составляет 250 мкА;
2 Высококачественная аналоговая периферия для выполнения точных измерений:
встроенные модули 12-разрядного или 10-разрядного АЦП;
имеется температурный датчик и источник опорного напряжения VRef;
сдвоенный 12-разрядный ЦАП;
таймеры, управляемые компаратором для измерения резистивных элементов;
схема слежения (супервизор) за напряжением питания;
3 16-разрядное RISC CPU:
большой регистровый файл снимает проблему "узкого файлового горла";
компактное ядро имеет пониженное энергопотребление и стоимость;
оптимизировано для современного высокоуровневого программирования;
набор команд состоит из 27 инструкций, поддерживается семь режимов адресации;
расширенные возможности векторных прерываний;
4 Возможность внутрисхемного программирования Flash-памяти позволяет гибко изменять и обновлять программный код, производить регистрацию данных непосредственно в системе.
Рис. – Архитектура MSP430
5.3.2 Система тактирования
Система тактирования разработана специально для использования в приложениях с питанием от батарей. Вспомогательная низкочастотная система тактирования (ACLK) работает непосредственно от обычного часового кристалла (32,678 кГц). Модуль ACLK может использоваться в качестве фоновой системы реального времени с функцией самостоятельного "пробуждения". Интегрированный высокоскоростной осциллятор с цифровым управлением (DCO) может быть источником основного тактирования (MCLK) для ЦПУ и высокоскоростных периферийных устройств. Модуль DCO становится активным и стабильным менее чем через 6 мкс после запуска. Решения на основе архитектуры MSP430 позволяют эффективно использовать высокопроизводительное 16-разрядное RISC CPU в очень малые промежутки времени:
низкочастотная вспомогательная система тактирования обеспечивает работу микроконтроллера в режиме ультранизкого потребления мощности;
активизация основного высокоскоростного модуля тактирования позволяет выполнить быструю обработку сигналов.
5.3.3 Встроенная эмуляция
Встроенная логическая подсистема эмуляции находится непосредственно в устройстве и доступна через JTAG без использования дополнительных системных ресурсов.
Выгоды встроенной эмуляции состоят в следующем:
возможна фоновая разработка и отладка на полной рабочей скорости;
поддерживается использование контрольных точек и пошаговое выполнение программы;
объект внутрисхемной разработки имеет те же характеристики, что и в конечном устройстве;
сохраняется целостность смешанных сигналов, на которую не влияют помехи кабельной разводки.