适应实时多任务的微控制器高效指令支持

嵌入式系统论文适应实时多任务的微控制器高效指令支持摘要:开发高效的实时多任务微控制器系统,除了采用高速器件之外,适当的指令支持能简化控制结构,减少程序代码,增强实时响应能力。本文提出了一些适应实时多任务的微控制器高效指令功能设计。关键词:微控制器实时多任务指令微控制器系统即国内通常所称的单片机系统,主要用于物理设备的接口和直接控制。虽然控制逻辑相对微处理机系统而言比较简单,但由于多数情况下需要实时响应,而且经常要同时处理多个对象的协同工作,因此,不仅对程序的运行效率有较高的要求,还要求微控制器具备较强的多任务处理能力。另一方面,由于量大面广,以及具体应用条件的限制,希望微控制器的成本要低;而这又只有在微控制器的硬件结构相对简单的前提下才能实现,这就限制了微控制器的指令、程序代码空间以及数据存储容量。在这样的局面中,想要实现较高的运行效率,就只有加强微控制器指令的功能和灵活性。至今,绝大多数微控制器程序的编制仍使用汇编语言,其优缺点已众所周知。随着硬件技术的发展,器件的性能价格比显著提高,各种面向嵌入式应用的微控制器系统模块向商品化发展。微控制器系统的成本中,软件比例不断增加,使用高级语言编制微控制器应用系统的软件是必然的趋势;而且微控制器中能进行算术运行和逻辑运算的运算器结构、可以直接与数据总线交换数据并进行关系运算的单元个数、间址访问的能力等因素,将直接影响高级语言生成机器代码的难易程度。为完成某一运算,不能只计算运算本身所需的时间,还要考虑建立本处理环境所需的时间、取运算对象与保存运算结果的辅助操作时间、以及所占用的指令空间。简言之,要考虑所有影响6代码效率和运行效率的因素。转移控制指令是直接影响程序运行的,但其前提是状态检测或者关系运算的结果;而状态检测需要位寻址能力的支持,关系运算又必须访问两个对象