[发明专利]微控制单元管理系统及方法及其转换电路与计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明有关于一种微控制单元管理系统及方法，且特别有关于一种适用于一8位微控制单元的微控制单元管理系统及方法，其中通过8位微控制单元与程序内存间转换电路的设计可以提升8位微控制单元的执行效率。

背景技术

近年来，随着科技的发展，各式各样具有各类型功能的电子装置已经成为现代人生活中重要的必备品之一。在每一电子装置中，必然存在用以执行不同功能与应用的微控制单元。为了应付各式各样的应用与需求，厂商也积极开发具有不同处理能力及效率的微控制单元。

一般来说，有些8位微控制单元，如MCS-51系列的微控制单元（含8051，8031，8052，8032，8751等）的指令集长度是可变的。以8051微控制单元为例，8051微控制单元是在工业中经常被使用的8位微控制单元。传统标准型8051微控制单元的一个机器周期（machine cycle）是12个时钟脉冲（clock）。由于效能不好，为改善传统标准型8051微控制单元的效能，Turbo 8051微控制单元被开发出来，其中此Turbo 8051微控制单元的一个机器周期是4个时钟脉冲。由于其效能仍然不够好，为改善其效能，Twin Turbo 8051微控制单元被开发出来，Twin Turbo 8051微控制单元的一个机器周期是1个时钟脉冲。

由于8051微控制单元是一个指令集长度有1个字节，2个字节和3个字节的微控制单元。而一般8051的微控制单元的程序内存的数据总线只有1个字节（8位）。因此，即使1个时钟脉冲就可以完成的指令，受限于指令集长度并非是1个字节，此指令无法在1个时钟脉冲内完成。举例来说，“INC A”的指令尺寸为1字节，因此于1个时钟脉冲完成。”MOV A，#20”的指令尺寸为2字节。虽然此指令的动作简单，仍然需要2个时钟脉冲完成。”MOV 75，#30”的指令尺寸为3字节。虽然此指令的动作简单，仍然需要3个时钟脉冲完成。

即使不能于一个时钟脉冲就可以完成的指令，受限于指令集长度并非1个字节，也有可能需要更多的时钟脉冲才能完成。举例来说，“LJMP Loop”的指令尺寸为3字节。此指令本来只要2个时钟脉冲就可完成，却因为指令集长度为3字节，因此需要至少3个时钟脉冲才能完成。

发明内容

有鉴于此，本发明提供适用于一8位微控制单元的微控制单元管理系统及方法，其中通过8位微控制单元与程序内存间转换电路的设计可以提升8位微控制单元的执行效率。

本发明实施例的一种适用于一8位微控制单元的微控制单元管理系统。该系统包括一程序内存与一转换电路。程序内存具有至少一特定尺寸的内存空间；转换电路包括一程序计数器与一控制单元。控制单元依据一指令集的长度决定程序计数器的一数值，且依据程序计数器的数值读取程序内存中相应指令集的指令集数据，并将指令集数据提供给8位微控制单元。

本发明实施例的一种适用于一8位微控制单元的微控制单元管理方法，首先，依据一指令集的长度决定一程序计数器的一数值。依据程序计数器的数值读取一程序内存中相应指令集的指令集数据，其中程序内存具有至少一特定尺寸的内存空间；之后，将指令集数据提供给8位微控制单元。

本发明实施例的一种微控制单元转换电路包括一程序计数器及一控制单元，控制单元依据一指令集的长度决定程序计数器的一数值，且依据程序计数器的数值由一程序内存中读取相应指令集的指令集数据，其中程序内存具有至少一特定尺寸的内存空间；之后，控制单元将指令集数据提供给一8位微控制单元。

在一些实施例中，系统还包括一程序内存数据总线，用以连接程序内存与转换电路；其中程序内存数据总线具有特定尺寸的位宽度。

在一些实施例中，8位微控制单元支持1字节、2字节及3字节的可变指令集长度，且转换电路一次将相应指令集的指令集数据提供给8位微控制单元。

在一些实施例中，特定尺寸大于1字节。

在一些实施例中，特定尺寸为3字节。

在一些实施例中，特定尺寸为2n字节，其中n≧2。

本发明的微控制单元管理系统及方法其效果能藉由8位微控制单元与程序内存间的转换电路完成有效率的指令集数据存取，以提升8位微控制单元的执行效率。

本发明上述方法可以通过程序代码方式存在。当程序代码被机器加载且执行时，机器变成用以实行本发明的装置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示，详细说明如下。

附图说明

图1为一示意图以显示依据本发明实施例的微控制单元管理系统。