Время обращения к памяти и тактирование выполнения команд

Относительная адресация памяти программ, команды RJMP и RCALL

Рис. 19. Относительная адресация памяти программ

Выполнение программы продолжается с адреса PC + k + 1. Значение относительного адреса может быть от -2048 до 2047.

EEPROM память данных организована как отдельное пространство данных с возможность считывания и записи отдельного байта. EEPROM обеспечивает 100000 циклов стирания/записи. Взаимодействие между EEPROM и CPU определяется регистром адреса EEPROM, регистром данных EEPROM и регистром управления EEPROM.

В данном разделе описаны основные принципы тактирования обращений при выполнении команд и обращений к встроенной памяти.

AVR CPU тактируется системным тактовым сигналом System Clock O, формируемым посредством внешнего кварцевого кристалла. Внутреннее деление не используется.

На Рис.20 представлен процесс параллельных выборки и выполнения команд, обеспечиваемые Гарвардской архитектурой, и концепция регистрового файла быстрого доступа. Это базовый принцип конвейерной обработки, обеспечивающий удельную производительность 1 MIPS/МГц при соответствующих результатах стоимости функции, количества функций на один такт и количества функций на единицу потребляемой мощности.

Рис. 20. Параллельные выборка и выполнение команд

На Рис. 21 представлен принцип внутреннего тактирования регистрового файла. В течение одного тактового цикла выполнения операции ALU использует два операнда регистров и результат возвращает в регистр назначения.

На Рис. 22 показано обращение к встроенной SRAM данных за два тактовых цикла.

Рис. 22. Циклы обращения к внешней SRAM данных без состояния ожидания (Wait State)

На Рис. 23 показано обращение к внешней SRAM данных при установленном бите состояния ожидания (Wait State active).

Рис. 23. Циклы обращения к внешней SRAM данных с состоянием ожидания

Описание пространства I/O микроконтроллеров ATmega603/103 представлено в Табл. 3.

Таблица 3. Пространство I/O микроконтроллеров ATmega603/103

Адрес I/O (адрес SRAM)	Обозначение	Функция
$3F ($5F)	SREG	Регистр статуса (Status REGister)
$3E ($5E)	SPH	Верхний байт указателя стека (Stack Pointer High)
$3D ($5D)	SPL	Нижний байт указателя стека (Stack Pointer Low)
$3C ($5C)	XDIV	Регистр управления делением тактовой частоты (XTAL Divide Control Register)
$3B $5B)	RAMPZ	Регистр выбора страницы Z RAM (RAM Page Z Select Register)
$3A ($5A)	EICR	Регистр управления внешними прерываниями (External Interrupt Control Register)
$39 ($59)	EIMSK	Регистр масок внешних прерываний (External Interrupt MaSK register)
$38 ($58)	EIFR	Регистр флагов внешних прерываний (External Interrupt Flag Register)
$37 ($57) Counter	TIMSK	Регистр масок прерываний по таймерам/счетчикам (Timer/Interrupt MaSK register)
$36 ($56)	TIFR	Регистр флагов прерывания по таймерам/счетчикам (Timer/ Counter Interrupt Flag register)
$35 ($55)	MCUCR	Регистр управления MCU (MCU General Control Register)
$34 ($54)	MCUSR	Регистр статуса MCU (MCU Status Register)
$33 ($53)	TCCR0	Регистр управления таймером/счетчиком 0 (Timer/Counter0 Control Register)
$32 ($52)	TCNT0	Таймер/счетчик0 (Timer/Counter0 (8-bit))
$31 ($51)	OCR0	Регистр сравнения выхода таймера/счетчика 0 (Timer/Counter0 Output Compare Register)
$30 ($50)	ASSR	Регистр статуса асинхронного режима (Asynchronous Mode Status Register)
$2F ($4F)	TCCR1A	Управляющий регистр A таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 Control Register A)
$2E ($4E)	TCCR1B	Управляющий регистр B таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 Control Register A)
$2D ($4D)	TCNT1H	Старший байт таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 High Byte)
$2C ($4C)	TCNT1L	Младший байт таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 Low Byte)
$2B ($4B)	OCR1AH	Старший байт регистра A сравнения выхода таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 Output Compare Register A High Byte)
$2A ($4A)	OCR1AL	Младший байт регистра A сравнения выхода таймера/ счетчика 1 (Timer/Counter1 Output Compare Register A Low Byte)
$29 ($49)	OCR1BH	Старший байт регистра B сравнения выхода таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 Output Compare Register B High Byte)
$28 ($48)	OCR1BL	Младший байт регистра B сравнения выхода таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 Output Compare Register B Low Byte)
$27 ($47)	ICR1H	Старший байт регистра захвата таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 Input Capture Register High Byte)
$26 ($46)	ICR1L	Младший байт регистра захвата таймера/счетчика 1 (Timer/Counter1 Input Capture Register Low Byte)
$25 ($45)	TCCR2	Регистр управления таймером/счетчиком 2 (Timer/Counter2 Control Register)
$24 ($44)	TCNT2	Таймер/счетчик 2 (Timer/Counter2 (8-bit))
$23 ($43)	OCR2	Регистр сравнения выхода таймера/счетчика 2 (Timer/Counter2 Output Compare Register)
$21 ($41)	WDTCR	Регистр управления сторожевым таймером (Watchdog Timer Control Register)
$1F ($3F)	EEARH	Старший байт регистра адреса EEPROM (EEPROM Address Register High)
$1E ($3E)	EEARL	Младший байт регистра адреса EEPROM (EERPOM Address Register Low)
$1D ($3D)	EEDR	Регистр данных EEPROM (EEPROM Data Register)
$1C ($3C)	EECR	Регистр управления EEPROM (EEPROM Control Register)
$1B ($3B)	PORTA	Регистр данных порта A (Data Register, Port A)
$1A ($3A)	DDRA	Регистр направления данных порта A (Data Direction Register, Port A)
$19 ($39)	PINA	Выводы входов порта A (Input Pins, Port A)
$18 ($38)	PORTB	Регистр данных порта B (Data Register, Port B)
$17 ($37)	DDRB	Регистр направления данных порта B (Data Direction Register, Port B)
$16 ($36)	PINB	Выводы входов порта B (Input Pins, Port B)
$15 ($35)	PORTC	Регистр данных порта C (Data Register, Port C)
$12 ($32)	PORTD	Регистр данных порта D (Data Register, Port D)
$11 ($31)	DDRD	Регистр направления данных порта D (Data Direction Register, Port D)
$10 ($30)	PIND	Выводы входов порта D (Input Pins, Port D)
$0F ($2F)	SPDR	Регистр данных SPI I/O (SPI I/O Data Register)
$0E ($2E)	SPSR	Регистр статуса SPI (SPI Status Register)
$0D ($2D)	SPCR	Регистр управления SPI (SPI Control Register)
$0C ($2C)	UDR	Регистр данных UART I/O (UART I/O Data Register)
$0B ($2B)	USR	Регистр статуса UART (UART Status Register)
$0A ($2A)	UCR	Регистр управления UART (UART Control Register)
$09 ($29)	UBRR	Регистр управления скоростью UART (UART Baud Rate Register)
$08 ($28)	ACSR	Регистр статуса и управления аналогового компаратора (Analog Comparator Control and Status Register)
$07 ($27)	ADMUX	Регистр выбора мультиплексора ADC (ADC Multi plexer Select Register)
$06 ($26)	ADCSR	Регистр статуса и управления ADC (ADC Control and Status Register)
$05 ($25)	ADCH	Старший байт регистра данных ADC (ADC Data Register High)
$04 ($24)	ADCL	Младший байт регистра данных ADC (ADC Data Register Low)
$03 ($23)	PORTE	Регистр данных порта E (Data Register, Port E)
$02 ($22)	DDRE	Регистр направления данных порта E (Data Direction Register, Port E)
$01 ($21)	PINE	Выводы входов порта E (Input Pins, Port E)
$00 ($20)	PINF	Выводы входов порта F (Input Pins, Port F)

Примечания: Зарезервированные и не используемые ячейки в таблице не показаны. Все средства I/O и периферии микроконтроллеров ATmega603/103 размещены в пространстве I/O. При использовании IN и OUT используются адреса регистров I/O с $00 по $3F. Поскольку регистры I/O представлены в адресном пространстве SRAM, то к ним можно адресоваться как к обычным ячейкам SRAM с адресами с $20 по $5F. Адрес SRAM получается простым добавлением $20 к непосредственному адресу I/O. Адрес SRAM, по всему документу, приведен в круглых скобках после непосредственного адреса I/O. Регистры I/O, в пределах адресов от $00 ($20) до $1F ($3F), по-битово адресуются командами SBI и CBI. Состояние каждого отдельного бита этих регистров может быть проверено командами SBIS и SBIC. Более подробное описание приведено в разделе Система команд 8-разрядных RISC микроконтроллеров семейства AVR.

Различия в регистрах управления I/O и периферией подробно рассмотрены в следующем разделе.