Швейцарская фирма Xemics в 1996 году разработала
RISC-ядро под названием CoolRISC, ставшее основой для производства 8-разрядных
микроконтроллеров семейства XE8000 с уникально низким энергопотреблением.
Построенное на базе гарвардской архитектуры с раздельной памятью программ и
данных CoolRISC-ядро этих микроконтроллеров имеет 35 команд 22-битного формата, выполняемых
за один машинный такт, включая команды перехода, умножения и инструкции с адресацией
регистр-память. Встроенный в АЛУ аппаратный 8x8-битовый умножитель позволяет выполнять
операции знакового и беззнакового умножения. CoolRISC-процессор имеет четыре 8-разрядных
рабочих регистра, четыре 16-разрядных индексных регистра и регистр-аккумулятор, используемый
для запоминания результата выполняемой в АЛУ операции.
В периферию микроконтроллеров входят:
UART (300-38400 Бод);
генератор 32KHz;
RC-генератор 0.1 - 10 МГц с программной настройкой;
сторожевой таймер;
4 каскадируемых 8-разрядных таймера-счетчика с возможностью
работы в режиме ШИМ и захвата/сравнения;
поддержка 19 источников прерываний, из них 8 внешних ;
до 24 линий ввода/вывода.
схема сброса по включению питания;
схема контроля питающего напряжения;
Кроме стандартных режимов снижения энергопотребления Sleep и Power Down,
интересной особенностью данных микроконтроллеров является возможность управлять
энергопотреблением за счет программного включения/выключения любого периферийного
устройства, а также программной установки делителя тактовой частоты.
Некоторые модели микроконтроллеров имеют встроенные АЦП и ЦАП. Аналоговый
мультиплексор на входе АЦП обеспечивает коммутацию 4-х дифференциальных сигналов
либо 7 отдельных и одного референтного. Встроенный аналоговый усилитель, следующий за
мультиплексором, имеет схему компенсации напряжения смещения и программируемый
коэффициент усиления 0,5–1000.
Фирмой Xemics предлагается стандартный набор для разработки и отладки систем
на базе микроконтроллеров XE8000: ассемблер, ANSI С-компилятор, программная среда CoolRISC
Software DE для отладки и программной симуляции. Доступны также внутрисхемный эмулятор,
программатор и стартовые наборы.
Ниже приведены данные по этому семейству из фирменного пресс-релиза.
Ultra Low-Power, Low-Voltage Mixed-Signal Microcontroller XE8000 series
General Description
XE8000 is a series of high performance, ultra low-power, low-voltage 8-bit
MTP/ROM-based CMOS microcontrollers, some with advanced analog features. It is built around
a high efficiency 8-bit RISC architecture. All instructions, including 8x8 bit multiplications, are
executed in exactly 1 clock cycle (4 MHz clock и 4 MIPS). In comparison with other market
competitors of the XE8000 series, it is more energy efficient by orders of magnitude.
Applications
Portable, battery operated instruments
RF powered instruments
Battery capacity monitoring
Motor control
Low-power data loggers
Bar code readers
Home automation
4-20 mA loop
Sensor interfacing
Functional description
The different functional blocks are connected to a common databus. The heart
of the controller is a high efficiency RISC 8-bit core. The reset and oscillators are controlled by
a system block that contains the watchdog and the prescaler to program the operating
frequency. Three programmable I/O ports are available for external communication, interrupt and
event catching or supplying the internal clock. Four 8-bit cascadable counters can be operated in
PWM, capture or compare mode.
4 cascadable 8 bit up-down counters with PWM, capture and compare
Voltage Level Detection with programmable detection level
16 + 6 bits ADC
8 bits and 16 bits DACs
Sleep modes:
Each block can be individually stopped. Xtal oscillator and prescaler can work
with 1 uA and generate 1 Hz interrupts while the CPU is stopped for ultra low-power operation.
Samples available: Q1 2000 (XE88LC05 samples available now)
Nomenclature: XE88LCvvxyzzz
x - program memory
R: ROM
M: MTP
y - temperature code:
I: -40 to 85 °C
E: -40 to 125 °C
zzz - device and package code:
000: bare die
012: SO20
015: SO28
026: TQFP32
027: TQFP44
028: TQFP64
Electrical Characteristics
Temperature -40 °C - 85 °C
Voltage (XE88LC03R) 1.2 V – 5.5 V
Voltage (other devices) 2.4 V – 5.5 V
CPU:
The XE8000 series uses the CoolRISC™ processor core with separate 22-bit instruction
bus and 8-bit data bus. Its 3-stage pipeline allows execution of all instructions (including branches) in
one clock cycle. The rich instruction set (35 generic instructions) includes powerful multiplication
instructions (8x8 bits in one cycle). Data can be accessed through 8 different addressing modes.
Complete development environment
A complete development environment based on the standard GNU tools is provided.
It includes an assembler, a C-compiler (ANSI compatible), a source level debugger, a simulator and a
hardware emulator, as well as a graphical interface and project management tools.