Быстродействующие MCS-51 совместимые микроконтроллеры

Защищенные микроконтроллеры с динамической организацией

Характерной чертой микроконтроллеров этого семейства является использование энергонезависимого ОЗУ с литиевой батареей в качестве памяти программ и данных. Загрузка программы осуществляется через последовательный порт микроконтроллера. При загрузке программы в ОЗУ происходит ее шифрование «на пролете». Далее во время работы процессор дешифрует информацию и делает этот процесс «прозрачным» для выполняемой программы. В результате как программный код, так и данные, хранящиеся в ОЗУ, являются зашифрованными.

Высокая защита от «взлома» обеспечивается:

использованием 48 либо 64-битного шифрованного ключа;
шифрованием как самих данных, так и адреса;
наличием встроенного механизма саморазрушения программ и данных при попытке «взлома».

Фирма Dallas Semiconductor производит микроконтроллеры как в виде микросхем в корпусе 80QFP, так и виде DIP и SIMM модулей, состоящих из микроконтроллера, энергонезависимой памяти и литиевой батареи. Модули DIP40 полностью совпадают с базовой моделью MCS-51 по выводам.

Дополнительно микроконтроллеры содержат:

16-битную шину адреса и 8-битную шину данных для доступа к памяти программ и данных;
сторожевой таймер (Watchdog timer - WDT);
схему внутреннего сброса при снижении напряжения питания;
встроенный генератор прерывания при снижении напряжения питания;
встроенный загрузчик для программирования через последовательный порт;
встроенный менеджер питания для построения энергонезависимых схем.

Базовые микроконтроллеры
Тип	Количество адресных линий	Число линий выборки кристалла	Генератор случайных чисел	Шифрование адреса и данных	Контроллер межпроцессорного обмена	Проверка контрольной суммы
DS5000FP	15	2
DS5001FP	17	4
DS5002FP	17	4

Модули
Тип	Внутреннее ОЗУ, (кБ)	Встроенные часы	Корпус	Шифрование адреса и данных	Примечания
DS5000	8...32		DIP40		Модуль на базе DS5000FP
DS5000T	8...32		DIP40		Модуль на базе DS5000FP
DS2250	8...64		SIMM40		Модуль на базе DS5000FP
DS2250T	8...64		SIMM40		Модуль на базе DS5000FP
DS2251	32...128		SIMM72		Модуль на базе DS5001FP
DS2251T	32...128		SIMM72		Модуль на базе DS5001FP
DS2252	32...128		SIMM40		Модуль на базе DS5002FP
DS2252T	32...128		SIMM40		Модуль на базе DS5002FP

Высокопроизводительные микроконтроллеры

К этой группе относятся высокопроизводительные контроллеры 80C3x0 и 87C5x0. Это одни из наиболее быстрых 8-разрядных контроллеров. Они используют только 4 такта на цикл работы по сравнению с 12-ю тактами у остальных MCS-51 совместимых приборов. При работе на максимальной тактовой частоте 33МГц по производительности они эквивалентны базовой модели MCS-51, работающей на частоте 99МГц. При втрое более высокой производительности, изделия Dallas Semiconductor отличаются более низким потреблением мощности. По выводам, системе команд и средствам разработки контроллеры этого семейства (кроме DS87C530) полностью совместимы с контроллерами семейства MCS-51.
Все модели данного семейства имеют:

внутреннее ОЗУ 256 байт;
два указателя данных DPTR;
три 16-битных таймера/счетчика;
внешние прерывания от 6 источников.

Дополнительно микроконтроллеры содержат:

16Кбайт ПЗУ и 1Кбайт ОЗУ доступного по команде MOVX;
два последовательных порта передачи данных;
сторожевой таймер;
встроенный сброс при снижении напряжения питания;
встроенный генератор прерывания при снижении напряжения питания;
встроенный менеджер питания для построения энергонезависимых схем (DS87C530);
встроенные часы реального времени (DS87C530).

Кроме повышенного быстродействия усовершенствованная архитектура имеет ряд дополнительных аппаратных средств (отличающихся в зависимости от версии), таких как полностью аппаратный последовательный порт, дополнительные прерывания, программируемый сторожевой таймер, прерывание и сброс при потере питания. Изделия оснащены удвоенными указателями данных, что ускоряет пересылки блоков данных.

Приборы DS8XC520 и DS87C530 позволяют снизить электромагнитное излучение за счет программного отключения сигнала ALE, в тех случаях, когда в нем нет необходимости.

Типовое потребление микроконтроллеров на частоте 33 МГц и напряжении питания 5В составляет около 30 мА, в пассивном режиме порядка 15 мА.

Реализованный в микроконтроллерах DS8XC520 и DS87C530 новый режим управления потреблением (PMM - Power Management Mode) позволяет программно выбирать длительность машинного цикла. Возможен выбор длительности машинного цикла в 64 такта и в 1024 такта с соответствующим снижением потребления. Для еще большего снижения потребления микроконтроллеры могут тактироваться от встроенного аппаратного кольцевого генератора (нестабилизированная частота около 4 МГц) с делением частоты на 64 и 1024.

Приборы оснащены программируемым стоповым режимом. В стоповом режиме тактовый генератор остановлен и потребление, при отключенной программным путем схеме мониторинга питания, составляет порядка 1 мкА. Из стопового режима микроконтроллер выводится по внешнему прерыванию или сигналу сброса.

Основные характеристики семейства высокоскоростных микроконтроллеров приведены в таблице:

Функция	DS80C310¹	DS80C320	DS80C323²	DS83C520	DS87C520	DS87C530	DS87C550
Максимальная частота тактового генератора, МГц	33	33	18	33	33	33	33
Напряжение питания (диапазон), В	5,0(4,5...5,5)	5,0(4,5...5,5)	3,0(2,7...5,5)	5,0(4,5...5,5)	5,0(4,5...5,5)	5,0(4,5...5,5)	5,0(4,5...5,5)
Потребление, на мак. частоте (пассивный/стоп режим), мА	30(15/0.001)	35(20/0.001)	10(6/0,0001)	30(15/0.001)	30(15/0.001)	30(15/0.001)	30(15/0.001)
Память данных (ОЗУ), байт	256	256	256	256	256	256	256
Память программ (ПЗУ), Кбайт				16, ПЗУ	16, СППЗУ	16, СППЗУ	8, СППЗУ
Энергонезависимое ОЗУ
Встроенное ОЗУ с обращением через команду MOVX, Кбайт				1	1	1	1
Последовательные порты	1	2	2	2	2	2	2
Количество прерываний (внешних)	10(6)	13(6)	13(6)	13(6)	13(6)	14(6)	16(6)
16-разрядные таймеры/счетчики	3	3	3	3	3	3	3
Указатели данных DPTR	2	2	2	2	2	2	3
Сторожевой таймер (WDT)
Прерывание и сброс по падению питания
Кольцевой генератор
Режим управления потреблением
Режим сниженного ЭМ излучения
Часы реального времени
Корпуса	PDIP40 PLCC44 TQFP44	PDIP40 PLCC44 TQFP44	PDIP40 PLCC44 TQFP44	PDIP40 PLCC44 TQFP44	PDIP40 PLCC44 TQFP44	PLCC52 CERQUAD52	PLCC68 CERQUAD68

Примечания: 1. Дешевая высокоскоростная версия 80C31/80C32. 2. Версия DS80C320 с малым потреблением.