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作者：戴上舉 daishangju@163.com 不經(jīng)意間，“酷睿雙核”已經(jīng)成為電腦CPU性能達標的代名詞，雙核從字面意思理解就是里面有兩個(gè)CPU的核，原來(lái)一臺電腦只有一個(gè)CPU核處理事情，如果用了雙核CPU，就有兩個(gè)CPU核來(lái)處理事情，這樣速度和效能會(huì )更高。 這樣在一般人眼里，雙核儼然代表了先進(jìn)的技術(shù)和先進(jìn)的性能，當然同時(shí)也代表著(zhù)先進(jìn)的價(jià)格，不信可以去回顧一下市場(chǎng)價(jià)格，同一時(shí)期雙核電腦CPU要比單核的價(jià)格高不少。 從性能和價(jià)格上電腦CPU和單片機是沒(méi)有可比性，如果說(shuō)電腦CPU是大佬，那么單片機就是大佬馬仔的馬仔的馬仔的馬仔的馬仔。既然雙核電腦CPU性能比單核的要強大不少，作為和電腦CPU八百年前祖上是一家的單片機，如果也用雙核技術(shù)，想必性能也會(huì )提升不少。 理論上講設計出雙核單片機完全沒(méi)有問(wèn)題，只是單片機要求價(jià)格便宜，要是設計出一款雙核單片機，假設性能可以提升一倍，但價(jià)格也要上升許多，恐怕不會(huì )有多少人可以用。 在我的潛意識里，一直都認為雙核單片機是一種相對昂貴的產(chǎn)品，應該沒(méi)有機會(huì )和現在大量?jì)r(jià)格不超過(guò)人民幣1塊錢(qián)的普通單片機進(jìn)行競爭，直到去年底接觸到臺灣應廣科技的一款雙核單片機，才徹底改變了我這種認識。 在介紹這種雙核單片機之前，讓我們一起了解一下目前市場(chǎng)上價(jià)格不超過(guò)人民幣1塊錢(qián)的一些單片機，這些單片機的具體性能參數不做介紹，這里只列舉大致參考價(jià)格（可能存在少許偏差）。 義隆 EM78P153 市場(chǎng)參考價(jià)0.7~0.8元 飛凌 兼容版153 市場(chǎng)參考價(jià)0.55~0.6元 博巨興 兼容版153 市場(chǎng)參考價(jià)0.45~0.55元 麥肯、佑華等公司性能相當型號 市場(chǎng)參考價(jià) 0.6~0.7元 在讓我們來(lái)看一下這款單片機的一些性能參數： 內置2個(gè)FPPA處理單元 1k Word OTP 程序存儲器 64 Bytes RAM 數據存儲器 包含跳轉指令在內的絕大多數指令為單周期指令 支持位操作 支持硬件延時(shí)和等待指令 *注1 *注2 13條雙向IO口+1條輸入口 3通道8位A/D轉換器 IO支持VDD/2電壓驅動(dòng)LCD 內部低速RC、內部高速RC、外部振蕩器、外部RC、外部時(shí)鐘可選 休眠電流<1uA 工作電壓 2.5~5.5V 工作溫度 -40~105攝氏度 （*注1：該單片機支持delay 100指令，該指令為延時(shí)等待100+1個(gè)周期） （*注2：該單片機支持wait1 pa.0指令，該指令為當pa.0為高時(shí)才執行下一條指令） 以我個(gè)人的經(jīng)驗，現在市面上的單片機，如果想找出一款支持PWM、ADC、UART中任意一種功能的型號，價(jià)格一般都超過(guò)人民幣1塊錢(qián)，而且一般都只支持其中的一到兩種，除非是價(jià)格達到2~3元的型號。而如果選用前面列舉參數的單片機，本身硬件已經(jīng)直接支持ADC，而且還可以通過(guò)軟件在不影響主程序的前提下實(shí)現高速PWM和UART功能。 
上圖為該雙核單片機的內部構架示意圖，從圖可見(jiàn)該單片機內部有兩個(gè)核，分別為FPP0和FPP1，每個(gè)核自己有獨立的程序指針（PC）、堆棧指針（SP）、累加器（ACC）和狀態(tài)寄存器（CF）。設計原理并不復雜，是讓這兩個(gè)核共享系統時(shí)鐘，第一個(gè)系統時(shí)鐘周期執行FPP0程序，第二個(gè)系統時(shí)鐘周期執行FPP1程序，依次間隔往復，這樣就可以讓兩個(gè)核各自運行自己的程序。 兩個(gè)核都可以訪(fǎng)問(wèn)控制RAM和特殊功能寄存器，因為在一個(gè)系統周期內只有一個(gè)核在工作，所以不會(huì )出現兩個(gè)核同時(shí)寫(xiě)某個(gè)RAM或寄存器的狀況。為了讓大家更清晰地理解這個(gè)雙核單片機的工作機理，下面我以問(wèn)答的方式對部分特性進(jìn)行說(shuō)明。 1. 兩個(gè)核的程序放在什么地方？如何執行？ 樣例代碼： 地址 指令 0x000 goto main0 0x001 goto main1 ... main0: ... main1: ... 回答：?jiǎn)纹瑱C上電后FPP0的程序指針指向0x000，FPP1的程序指針指向0x001，但是單片機系統只啟動(dòng)FPP0，FPP0跳轉到main0開(kāi)始執行該位置的代碼，FPP1需要在main0代碼設置相應控制寄存器位才能啟動(dòng)。 系統上電只啟動(dòng)FPP0是為了便于程序統一初始化各特殊功能寄存器，如果在FPP0和FPP1中都分別進(jìn)行初始化，很有可能造成系統配置混亂。 2. 如果我在main1中使用跳轉指令跳轉到main0中，會(huì )有什么后果？ goto main0 goto main1 ... main0: ... main0_loop: ... goto main0_loop ... main1: ... goto main0 //***這里跳轉到main0中***// ... 回答：編譯器會(huì )報警出錯，所以后果就是代碼錯誤無(wú)法通過(guò)編譯，需要刪除該代碼。 3. 會(huì )不會(huì )出現兩個(gè)核同時(shí)寫(xiě)某個(gè)RAM變量而導致寫(xiě)失敗的情況？ 回答：每個(gè)系統時(shí)鐘周期只有一個(gè)核會(huì )工作，所以不會(huì )出現兩個(gè)核在同一時(shí)刻寫(xiě)同一地址的情況。 4. 既然FPP1需要FPP0的程序來(lái)啟動(dòng)，那不啟動(dòng)FPP1時(shí)是不是FPP0運行速度會(huì )增快一倍呢？ 回答：?jiǎn)?dòng)FPP1與不啟動(dòng)FPP1不影響FPP0的運行速度，FPP0的速度總是系統時(shí)鐘的一半，這個(gè)是由系統硬件自動(dòng)進(jìn)行分配的，不啟動(dòng)FPP1的影響是在屬于FPP1的那一半時(shí)間單片機沒(méi)有執行代碼。 5. 應廣雙核單片機支持中斷嗎？ 回答：應廣雙核單片機支持中斷，中斷源和其它普通單片機沒(méi)有太多差異，象常見(jiàn)的外部中斷、定時(shí)中斷、ADC中斷都支持，使用上也和其它普通單片機沒(méi)有區別。 要留意的是應廣雙核單片機的中斷程序只能由FPP0使用，所有的中斷源共用一個(gè)中斷入口，需要用戶(hù)通過(guò)中斷標志位判斷中斷類(lèi)型。另外該單片機支持中斷嵌套，需要用戶(hù)自己對累加器和狀態(tài)寄存器進(jìn)行壓棧和彈棧操作。 6. 應廣雙核單片機采用什么語(yǔ)言編程？好不好掌握？ 回答：應廣雙核單片機IDE編譯環(huán)境支持匯編和Mini C，非常容易上手，可以說(shuō)是目前單片機IDE編譯環(huán)境最好掌握的。 就是經(jīng)驗豐富的工程師，不少單片機開(kāi)發(fā)工具拿到手后都需要提供個(gè)相對完整的工程樣例才能開(kāi)始編程，有的單片機甚至寫(xiě)完代碼后工程師都還不會(huì )自己創(chuàng )建新工程。應廣提供的IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境完全是智能傻瓜式，根本不需要任何樣例代碼，拿著(zhù)datasheet就可以開(kāi)始編程。 應廣雙核單片機總共有90余條匯編指令，IDE編譯器支持匯編和基本C語(yǔ)句混合編程，而且IDE編譯器會(huì )自動(dòng)識別，不象其它編譯器需要使用偽指令進(jìn)行標示，我們可以通過(guò)一些簡(jiǎn)單例子來(lái)感受其編程的便捷性。 代碼樣例1 .romadr 0x000 //這一句也可以去掉，沒(méi)有這一句編譯器會(huì )自動(dòng)從0地址開(kāi)始放代碼，是同樣結果 goto main0 goto main1 .romadr 0x010 ... main0: ... main0_loop: //這里是用匯編實(shí)現FPP0主循環(huán) ... goto main0_loop ... main1: ... while(1) //這里是用基本C語(yǔ)句實(shí)現循環(huán) { ... } 代碼樣例2 word word_data //定義一個(gè)WORD變量 byte byte_data //定義一個(gè)字節變量 bit bit_data //定義一個(gè)位變量 ... set1 bit_data //用匯編指令設置該位變量為1 set1 byte_data.5 //用匯編指令將該字節變量的bit5設為1，不需要在變量中進(jìn)行位定義 bit_data = 0 //用C基本語(yǔ)法將位變量清0 byte_data = 0 //用C基本語(yǔ)法將字節變量清0 mov a,0x12 //用匯編將WORD變量賦值0x3412 mov lb@word_data,a mov a,0x34 mov hb@word_data,a word_data = 0x5678 //用C基本語(yǔ)法將WORD變量賦值0x5678 pa = 0b111_101_00 //用二進(jìn)制對pa口進(jìn)行設置，注意可以自由添加下劃線(xiàn)做分隔標示符 pb = 0b11110000 // ... word_data = 0 //C基本語(yǔ)句和匯編可以任意組合 byte_data = 100 while(byte_data) { word_data++ byte_data-- mov a,byte_data mov pa,a } 要留意的是對于分號（;）編譯器當做注釋符，所以使用C語(yǔ)句時(shí)不能用分號，這樣for(;;)循環(huán)就無(wú)法使用。另外編譯器對部分C語(yǔ)法支持有限，建議只用最基本的C指令。 7. 應廣雙核單片機開(kāi)發(fā)環(huán)境復雜嗎？是否支持在線(xiàn)編程？ 回答：應廣雙核單片機的開(kāi)發(fā)環(huán)境非常精簡(jiǎn)，IDE編譯器和燒錄軟件的安裝文件大小總共不到7M，安裝后就編譯和燒錄兩個(gè)文件。 編譯器自帶樣例工程，并可用指定IO口自動(dòng)生成軟件模擬的UART/SPI/I2C等代碼。 目前應廣單片機均為OTP類(lèi)型，需要專(zhuān)門(mén)的仿真器進(jìn)行調試，然后用專(zhuān)門(mén)的燒錄器進(jìn)行燒寫(xiě)。仿真器和燒錄器都是免驅動(dòng)USB接口，插上電腦即可使用。 8. 應廣雙核單片機價(jià)格貴嗎？和其它普通單片機相比最大優(yōu)勢是什么？ 回答：應廣雙核單片機價(jià)格不但不貴，而且可以說(shuō)相當便宜。前面我有介紹部分其它品牌單片機市場(chǎng)參考價(jià)，這里我不能很詳細的透露應廣的價(jià)格，但可以很明確的告訴大家，應廣的價(jià)格和上述單片機比非常有競爭力。 和其它普通單片機相比，在我看來(lái)最大優(yōu)勢是用硬件在一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機上實(shí)現了類(lèi)似多任務(wù)操作系統的功能，在一些需要處理多個(gè)實(shí)時(shí)性比較強的事件時(shí)會(huì )非常簡(jiǎn)單。除了雙核單片機，應廣還有四核和八核的型號，價(jià)格約為雙核的2~3倍。 9. 應廣雙核單片機性能穩定嗎？抗干擾能力怎么樣？ 回答：我的回答肯定是性能穩定，抗干擾能力強。 客觀(guān)的說(shuō)個(gè)說(shuō)法需要大量用戶(hù)的實(shí)際產(chǎn)品應用作為輔證，應廣科技是臺灣近幾年才升起的一家公司，和松翰與義隆有一定技術(shù)淵源，從技術(shù)上講不會(huì )弱于這兩家，而且已經(jīng)有相當數量的出貨量，從客戶(hù)反饋看在穩定性和抗干擾能力方面都不錯，比較典型的用戶(hù)是用到HW公司產(chǎn)品的風(fēng)扇控制上。 10. 能否通過(guò)一些應用實(shí)例來(lái)讓大家了解應廣雙核單片機針對某些應用場(chǎng)合的便捷性？ 例1：目前價(jià)格低于0.2美元的單片機大都不帶UART（串口）硬件，如果用一款低價(jià)單片機開(kāi)發(fā)需要支持串口通訊的產(chǎn)品，只能是用IO口軟件模擬串口。 用IO口軟件模擬串口的代碼并不復雜，但如果單片機還要處理其它事情，就會(huì )遇到麻煩。假定通訊速率是9600，這樣每個(gè)位寬大約為104us。 一種方法是直接在主程序中循環(huán)完成通訊，這樣當有數據收發(fā)的時(shí)候就無(wú)法處理其它事情，每個(gè)字節會(huì )占用超過(guò)1ms的時(shí)間，數據越多，占用的時(shí)間越長(cháng)，對于數據發(fā)送處理還好，數據接收就會(huì )很麻煩，理論上需要程序每52us去查看一次IO狀態(tài)才行，這樣的程序只要簡(jiǎn)單一想就知道編寫(xiě)起來(lái)不是一件簡(jiǎn)單的事情。 另一種方法是用中斷，這種處理方法比循環(huán)的要簡(jiǎn)便一些，但要做到同時(shí)收發(fā)和兼顧處理其它事情，同樣也不是一件簡(jiǎn)單的事情。 對于普通單片機如果只處理串口數據收發(fā)，不做其它事情，不管程序循環(huán)還是中斷方式，程序相對都不會(huì )太過(guò)復雜，上面只所以復雜是需要同時(shí)處理其它的事情。 使用應廣雙核單片機就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，首先價(jià)格上不會(huì )超過(guò)0.2美元；其次代碼會(huì )相對簡(jiǎn)單，一個(gè)內核處理主程序，一個(gè)內核專(zhuān)門(mén)負責串口通訊，兩者都會(huì )有很好的實(shí)時(shí)性。 例2：處理38K紅外遙控碼。 38K紅外遙控碼是頻率38K占空比為1:2的方波，如果單片機硬件不支持IR接口，就需要單片機能連續輸出寬度約為9us和18us的高低電平。如果要單片機輸出這種周期持續穩定的方波，在發(fā)碼期間基本上不能使用中斷，象東芝碼一次發(fā)碼時(shí)間大約需要60ms，這樣就會(huì )嚴重影響程序的計時(shí)等功能。 紅外碼的接收相對要好一些，每個(gè)碼都有幾百微秒的時(shí)間，采用中斷完全可以實(shí)現解碼，唯一麻煩的是紅外碼通常都是數據包，而且數據包中間還包含一些特殊格式，不象串口所有的字節碼都是固定格式，這樣需要程序按照特定流程才能解碼，無(wú)法象串口一樣只要一個(gè)字節的接收程序就可以完成所有數據的接收，所以紅外的接收解碼程序會(huì )比較長(cháng)，中間如果夾入其它事情處理就會(huì )變得很復雜。 以我個(gè)人的經(jīng)驗，普通單片機完成紅外遙控碼的處理，大約需要2~3天時(shí)間，最終效果不會(huì )太好，但如果使用應廣雙核單片機，半天即可完成，代碼數量要少許多，效果則是更理想。 例3：一個(gè)用應廣雙核單片機做的紅外遮擋開(kāi)光（反射式）全部代碼。 IR_SW equ pb.1 IR_INPUT equ pa.0 IR_OUTPUT equ pa.6 byte ir_new byte ir_old byte ir_enable byte i byte ir_new1 byte ir_new2 byte ir_new3 goto main0 goto main1 //----------------FPPA0------------------- main0: .ADJUST_OTP_IHRCR 8MIPS // IHRC/2 = 8MIPS, WatchDog Disable, RAM 0,1 temporary be used sp = 0x30 disgint inten = 0 mov a,0b000_11_111 //disable timer mov t16m,a set1 pbc.1 set0 IR_SW set0 pac.0 set1 pac.6 set0 IR_OUTPUT delay 200 ir_new = 0 ir_old = 0 ir_enable = 0 mov a,0 mov intrq,a set1 fppen.1 //eanble FPPA1 ir_enable = 1 i = 20 while(i) { delay 200 i-- } if(IR_INPUT) { ir_old = 1 } else { ir_old = 0 } ir_enable = 0 i = 5 while(i) { delay 200 i-- } clkmd.1 = 1 //enable watch dog main0_loop: wdreset call check_ir if(ir_new != ir_old) { if(ir_new != 1) { tog IR_SW } ir_old = ir_new } i = 100 while(i) { delay 200 i-- } goto main0_loop check_ir: ir_enable = 1 i = 20 while(i) { delay 200 i-- } if(IR_INPUT) { ir_new1 = 1 } else { ir_new1 = 0 } i = 5 while(i) { delay 200 i-- } if(IR_INPUT) { ir_new2 = 1 } else { ir_new2 = 0 } i = 5 while(i) { delay 200 i-- } if(IR_INPUT) { ir_new3 = 1 } else { ir_new3 = 0 } if((ir_new1 == ir_new2) && (ir_new2 == ir_new3)) { ir_new = ir_new1 } else { ir_new = ir_old } ir_enable = 0 i = 20 while(i) { delay 200 i-- } ret //----------------FPPA1------------------- main1: sp = 0x38 delay 200 main1_loop: //output 38k IR signal if(ir_enable) { set1 IR_OUTPUT delay 33 set0 IR_OUTPUT delay 67 } else { set0 IR_OUTPUT delay 10 } goto main1_loop 11. 應廣雙核單片機存在哪些不足？ 回答：到目前為止已經(jīng)上市的所有型號最低工作電壓為2.5V，這個(gè)電壓值有點(diǎn)高，不適合電池供電的產(chǎn)品，如果能做到2.2V會(huì )更具競爭力。了解到的信息是應廣科技有計劃推出更低工作電壓的版本。 編譯工具存在一些不足，對C語(yǔ)言的支持并不是很理想，仿真時(shí)選擇3.3V工作電壓容易產(chǎn)生低電壓復位（此時(shí)需要保證工作電壓大于3.3V）。對于有經(jīng)驗的工程師這點(diǎn)不是關(guān)鍵問(wèn)題，開(kāi)發(fā)過(guò)程可以繞過(guò)這些不足。 部分型號的ADC精度略微偏低，但可滿(mǎn)足大部分場(chǎng)合的應用需求。 某些功能上存在個(gè)別瑕疵，不過(guò)應廣科技在其網(wǎng)頁(yè)上已經(jīng)將這些瑕疵全部列舉出來(lái)，并提出了相應解決方法。這一點(diǎn)比其它公司要做得好，其它公司往往是用到最后才發(fā)現有這樣那樣的問(wèn)題，還有可能是無(wú)法解決的問(wèn)題，讓用戶(hù)進(jìn)退兩難。 12. 應廣科技對客戶(hù)的技術(shù)支持是否及時(shí)？ 回答：應廣科技作為一家成立時(shí)間不長(cháng)的公司，非常重視客戶(hù)服務(wù)，無(wú)論大小客戶(hù)，只要你在使用應廣科技的產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)，所有技術(shù)問(wèn)題都有專(zhuān)人進(jìn)行回復，通常會(huì )在第二個(gè)工作日回復電子郵件。 13. 應廣的雙核單片機保密性怎樣？花多少錢(qián)可以解密？ 回答：相較其它臺系單片機，應廣有著(zhù)良好的保密性，目前市場(chǎng)上暫無(wú)提供針對應廣單片機的解密服務(wù)。 14. 如果我想用應廣的單片機開(kāi)發(fā)產(chǎn)品？什么地方可以買(mǎi)到芯片和開(kāi)發(fā)工具？ 回答：這個(gè)需要聯(lián)系當地的代理商，如果不知道代理商可以直接聯(lián)系應廣科技進(jìn)行咨詢(xún)，應廣科技網(wǎng)址www.padauk.com.tw 我這里不提供應廣單片機裸片，但可以根據客戶(hù)需求用應廣雙核單片機完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并且不收開(kāi)發(fā)費。 15. 哪些產(chǎn)品適合選用應廣的單片機？ 回答：這個(gè)問(wèn)題有點(diǎn)不好回答，其實(shí)蠻多場(chǎng)合都挺適合的，可以這么說(shuō)，相信你一旦使用過(guò)應廣的產(chǎn)品，就會(huì )喜歡上它。 在我看來(lái)，用義隆153做有點(diǎn)難，用松翰和合泰單片機做有點(diǎn)貴，這類(lèi)產(chǎn)品最適合應廣的單片機；當然，那種帶有通訊等實(shí)時(shí)性強功能的低成本方案應廣更是不二選擇。 |
