微控制器取指令方法及其实现电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微控制器（Micro Controller Unit MCU)领域，特别是涉及一种微控 制器取指令方法。本发明还涉及一种能实现所述方法的微控制器取指令电路。
【背景技术】
[0002] 微控制器产品的最主要任务就是执行程序代码，因此程序读取占据了微控制器操 作的绝大部分。
[0003] 在微控制器设计中，一般CPU核的位宽与程序存储器的位宽相一致。CPU核位宽为 8比特，所采用程序存储器的位宽同样为8比特。这样的话CPU核读取一条24比特指令码 就需要读取三次程序存储器。
[0004] 目前微控制器的程序存储器一般采用嵌入式闪存，根据产品规格书，台积电的 0. 18微米工艺下的低功耗嵌入式闪存，其读取功耗如表1所示。
[0005]
[0006] 表 1
【主权项】
1. 一种微控制器取指令方法，其特征在于；采用位宽为两个字节的程序存储器，来搭 配位宽为一个字节的CPU核；当CPU核取指令时，指令读取电路根据指令地址一次从指令存 储器取出两个字节的指令码；其中一个字节的指令码直接送入CPU核进行译码，另外一个 字节的指令码则由一个指令寄存器暂存；在下一个读取周期，当CPU核读取下一条指令时， 则直接从所述指令寄存器中读取该条指令。
2. -种实现权利要求1所述方法的微控制器取指令电路，其特征在于，包括： 一CPU核，8比特位宽，其每次能译码8比特指令码，地址线为14比特，可寻址16384字 节的地址范围； 一程序存储器，由16比特位宽的嵌入式闪存构成，每次可W读取16比特指令码，总容 量为16384个字节； 一指令读取电路，将所述CPU核给出的14比特地址[13:0]转换为13比特地址[13:1]， 用13比特地址寻址所述程序存储器； 一指令寄存器，16比特位宽，用于暂存由所述程序存储器给出的16比特指令码； 一 8比特指令选择器，8比特位宽，其输入为所述指令寄存器中的16比特指令码，输出 为高8比特或者低8比特指令码，选择信号是所述CPU核给出的14比特地址的最低位[0]。
【专利摘要】本发明公开了一种微控制器取指令方法，使用16比特位宽的闪存作为程序存储器，每次读取16位指令码，其中8位指令码立即由CPU核读取进行译码操作，另外8位指令码由指令寄存器暂存。下一个读取周期时，CPU核可以直接从指令寄存器读取8比特指令码，而不需要从程序存储器中读取。本发明还公开了一种实现所述方法的微控制器取指令电路，包括：一CPU核，为8比特位宽；一程序存储器，由16比特位宽的嵌入式闪存构成；一指令读取电路，一指令寄存器，为16比特位宽，一选择器，为8比特位宽。本发明能有效降低程序存储器的读取次数，降低微控制器的取指令功耗。
【IPC分类】G06F9-30
【公开号】CN104714777
【申请号】CN201310673975
【发明人】牟晨杰, 刘慧 , 王永流
【申请人】上海华虹集成电路有限责任公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月11日