Микросхемы

Микроконтроллеры 16FX выполнены на основе улучшенного ЦПУ, отличающегося повышенной пропускной способностью внутренней шины. В результате достигнуто ускоренное выполнение программы. На Рис. 1 показано соотношение производительности (по методике Dhrystone 2.1) микроконтроллеров 16FX и 16LX на тактовой частоте ЦПУ 24МГц при использовании различных моделей памяти. Характеристики 16LX приняты за 100%. Микроконтроллеры 16FX примерно в 3 раза быстрее (зависит от используемой модели памяти) микроконтроллеров 16LX при работе с одной и той же тактовой частотой. Например, на частоте 24МГц микроконтроллеры 16FX достигают производительности более 11 миллионов инструкций в секунду (по Dhrystone 2.1). Максимальный прирост производительности можно добиться при обработке больших структур данных (см. модель памяти «Large» на Рис. 1). И это еще не все. Новая технология и улучшенная схемотехника позволяют работать ЦПУ на частоте до 56 МГц, что приближает их по эффективности обработки информации к 32-разрядным процессорам.

Рис. 1. Сравнение производительностей микроконтроллеров 16FX и 16LX

На Рис. 2 сравнивается потребляемый рабочий ток микроконтроллеров 16FX и 16LX при работе с производительностью 4 миллиона инструкций в секунду (по Dhrystone 2.1). 16FX достигают равной производительности при более низкой частоте синхронизации и, при этом, их потребление примерно в 5 раз меньше.

Рис. 2. Сравнение рабочего тока потребления микроконтроллеров 16FX и 16LX

Архитектура 16FX объединяет преимущества 16 и 32 разрядных архитектур. С одной стороны, используются преимущества 16-разрядного набора инструкций по повышению эффективности Си-кода. С другой стороны, конвейеризация инструкций, широко используемая в 32-разрядных RISC ЦПУ, позволяет достичь ЦПУ 16FX производительности, близкой к производительности RISC ЦПУ. Таким образом, за счет выполнения инструкций за меньшее число циклов синхронизации существенно снижена потребляемая мощность (если сравнивать с архитектурами без конвейеризации, работающих с той же производительностью).

Применение 16-разрядной шины несет в себе преимущество меньшего потребления относительно 32-разрядных архитектур. 32-разрядная шина характеризуется большей емкостью, что на высоких частотах синхронизации приводит к увеличению потребляемого тока. Кроме того, использование современной КМОП технологии позволило снизить размеры кристалла и потребляемую мощность.

К числу прочих факторов, позволившим снизить уровень потребления 16FX, относятся внутренний низковольтный стабилизатор напряжения питания, раздельный выбор частот синхронизации ЦПУ и периферийных устройств и сокращенное количество циклов синхронизации для выполнения инструкции. В результате, если сравнивать с архитектурой 16LX, работающего с той же производительностью, уровень потребления снижен на 80%.

Совместимость с 16LX

ЦПУ 16FX использует тот же набор инструкций, что и 16LX. Это существенно облегчает перевод программного обеспечения микроконтроллеров LX для работы в составе FX. Кроме того, процесс миграции программного обеспечения облегчен наличием в составе микроконтроллеров FX большинства периферийных модулей 16LX. На аппаратном уровне переход на новые микроконтроллеры еще проще. Первые представители серии 16FX полностью совместимы по расположению выводов с серией MB90340 (16LX). Таким образом, вообще не потребуется вносить изменения в печатную плату и можно использовать приобретенный ранее стартовый набор (Flash-CAN-100P-340).

Корпус Совместимая по расположению выводов серия 16LX Доступная продукция из серии 16FX Проектируемая продукция серии 16FX

144-выв. - - MB96F338 (544 кБ флэш)
MB96F337 (544 кБ флэш)

120-выв. - MB96F387(416 кБ флэш)
MB96F386(288 кБ флэш)
MB96F348H(544+32 кБ флэш) MB96384 (128 кБ ПЗУ)

MB96F345H (160+32 кБ флэш)

100-выв. MB90340
128-512 кБ флэш
128-256 кБ ПЗУ
MB90860128
128 кБ флэш/ПЗУ MB96F348R(544 кБ флэш)
MB96F347R(416 кБ флэш)
MB96F346R(288 кБ флэш) MB96344R (128 кБ ПЗУ)

80-выв. - - MB96F326 (288 кБ)

64-выв. MB90350
64-128 кБ флэш/ПЗУ - MB96F356 (288 кБ)

48-выв. MB90360
64 кБ флэш/ПЗУ
MB90960
64 кБ флэш - MB96F365 (160 кБ флэш)