Рассмотрим технические характеристики "классического" кристалла MCS-96 - 80C196KB, а затем предложим Вашему вниманию сравнительную таблицу по всем основным кристаллам семейства
2.4.1.1 Краткая техническая характеристика кристалла 80C196KB
ЦПУ На частоте 16 МГц ЦПУ выполняет 2 млн. оп/с при выполнении элементарных операций над знаковыми/беззнаковыми данными длиной 1 или 2 байт. Для этих чисел имеются также и операции умножения и деления (быстродействие: 580 тыс. умножений/сек, 330 тыс. делений/сек).
ПАМЯТЬ И ВНЕШНЯЯ ШИНА ЦПУ имеет одно адресное пространство размером 64 Кбайт, в котором находятся регистры общего назначения (232 байт), регистры спец назначения, встроенная программная память (если имеется), внешняя память для программы и данных. У версии со встроенным ПЗУ (87C196KB), ПЗУ имеет объем 8 КБайт и оснащено защитой от несанкционированного доступа. Контроллер памяти работает с 8- и 16-разрядной внешней шиной, причем ширина шины может динамически переключаться, можно вводить циклы ожидания.
ПРЕРЫВАНИЯ 28 источников запросов, 16 векторов и 16 приоритетов.
ТАЙМЕРЫ Два 16-разрядных таймера TIMER1 и TIMER2 обеспечивают синхронизацию работы устройства ввода-вывода импульсных сигналов (HSIO, High Speed In/Out unit) с реальным временем и внешними событиями. TIMER1 синхронизируется изнутри, тогда как TIMER2 синхронизируется снаружи.
ЦИФРОВЫЕ ПОРТЫ Имеется шесть 8-разрядных портов ввода/вывода цифровых сигналов.
Таблица 1- Порты ввода-вывода
| тип линии порта | количество в порту: | всего | |||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | HSIO | ||
| двунаправл. | 8 | 2 | 8/0 | 8/0 | 2 | 28/12 | |
| только вход | 8 | 4 | 2 | 14 | |||
| только выход | 2 | 4 | 6 | ||||
| порты 3 и 4 заняты если используется внешняя шина | 48/32 | ||||||
ИМПУЛЬСНЫЙ ВЫВОД И ВЫВОД (HSIO) Одно из самых мощных встроенных устройств 80C196 - устройство генерации импульсных сигналов (HSO Unit). Его функция - выполнять различные действия в заранее запрограммированные моменты времени с минимальным контролем со стороны ЦПУ. От ЦПУ требуется только указать, что сделать, и в какой момент времени (время отсчитывается по т.н. ссылочному таймеру - TIMER1 или TIMER2). Помимо генерации сигналов, HSO одновременно может выполнять функции 4-х дополнительных таймеров.
Устройство ввода импульсных сигналов (HSI Unit) фиксирует моменты времени, в которые произошли какие-либо внешние события, например переход из 0 в 1. HSI имеет 4 входа, а HSO - 6.
АЦП Встроенный 10-разрядный АЦП имеет 8 входов, диапазон входного напряжения - 0...5 В. На частоте 16 МГц время преобразования - 19,5 мкс. Имеется схема выборки/хранения и отдельные входы опорного напряжения и аналоговой земли.
ГЕНЕРАТОР ШИМ-СИГНАЛА Генератор ШИМ имеет один выход. Диапазон изменения скважности импульсов - 256 градаций. Период импульсов может быть равен 256 или 512 тактам (31,25 или 15,625 кГц соответственно, для частоты 16 МГц).
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ПОРТ На ОЭВМ имеется универсальный последовательный синхроннно-асинхронный дуплексный порт связи (SIO, Serial In/Out). Максимальная скорость обмена (на частоте 16 МГц): в асинхронном режиме - 1 Мбод; в синхронном режиме - 4 Мбод.
ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ Общее потребление - не более 75 мА на частоте 16 МГц. Имеются режимы с пониженным энергопотреблением: IDLE (30 мА) и POWER DOWN (0,1 мА).
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН, КОРПУСА Существует четыре разновидности по температурному диапазону работы: коммерческий (0...+70 градусов), расширенный (-40...+85), автомобильный (-40...+125) и военный. Кроме того, микроконтроллеры могут быть подвергнуты динамической электротермотренировке. ИС устанавливаются в корпуса типов: PLCC-68, QFP-80, керамический LCC-68, и керамический PGA-68.
2.4.1.2 Номенклатура MCS-96
В таблице 2 приведены краткие характеристики всех основных микроконтроллеров семейства. Количество линий ввода-вывода указано для случая использования внутреннего ПЗУ кристалла, без подключения внешней памяти и периферийных устройств. При использовании внешней шины, общее количество доступных линий ввода-вывода уменьшится на 16...20, в зависимости от типа микроконтроллера. Отметим, что кристаллы со встроенным ПЗУ либо масочные (т.е. программируются прямо на заводе по заказу), либо однократно программируемые. Кристаллы с УФ-стиранием труднодоступны. Очевидно, фирма Intel планирует выпускать контроллеры с FLASH-памятью.
Таблица 2 - Краткие характеристика микроконтроллеров
| Кристалл | Адрес.пр-во | ПЗУ | Регистры | Доп. ОЗУ | Каналы АЦП | Линии в/в | HSIO /EPA | посл. порты | PTS | ШИМ |
| 8X96BH | 64K | 8К | 232 | нет | 8 | 48 | HSIO | UART | нет | 1 |
| 8XC196KB | 64К | 8К | 232 | нет | 8 | 48 | HSIO | UART | нет | 1 |
| 8XC198 | 64К | 8К | 232 | нет | 4 | 48 | HSIO | UART | нет | 1 |
| 8XC198 | 64К | 8К | 232 | нет | 4 | 48 | HSIO | UART | нет | 1 |
| 8XС196KC | 64К | 16К | 488 | нет | 8 | 48 | HSIO | UART | да | 3 |
| 8XC196KD | 64К | 32К | 1000 | нет | 8 | 48 | HSIO | UART | да | 3 |
| 8XC196KR/KQ | 64K | 16K/12K | 488/360 | 256/128 | 8 | 56 | 10EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196JR/JQ | 64K | 16K/12K | 488/360 | 256/128 | 6 | 41 | 6 EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196KT/KS | 64K | 32K/24K | 1000 | 512/256 | 8 | 56 | 10 EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196JT/JS | 64K | 32K/24K | 1000 | 512/256 | 6 | 41 | 6 EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196JV | 64K | 48K | 1.5K | 512 | 6 | 41 | 6 EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196MC | 64К | 16К | 488 | нет | 13 | 53 | 4 EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196MD | 64K | 16K | 488 | нет | 14 | 64 | 6 EPA | да | нет | |
| 8XC196MH | 64K | 32K | 744 | нет | 8 | 50 | 6 EPA | 2UART | да | нет |
| 8XC196CA | 64K | 32K | 1000 | 256 | 6 | 44 | 6 EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196NT | 1M | 32K | 1000 | 512 | 4 | 56 | 10 EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196CB | 1M | 56K | 1.5K | 512 | 8 | 56 | 10 EPA | UART/ SSIO | да | нет |
| 8XC196NP | 1M | 4K | 1000 | нет | нет | 32 | 4 EPA | UART | да | 3 |
| 80C196NU | 1M | нет | 1000 | нет | нет | 32 | 4 EPA | UART | да | 3 |
| 8XC296SA | 6M | 2K | 512 | 2K | нет | 32 | 4 EPA | SSIO | нет | 3 |
2.4.1.3 Краткие описания некоторых узлов ОЭВМ MCS-96
EPA (EVENT PROCESSOR ARRAY) Этот узел пришел на смену HSIO, начиная с кристалла 8XC196KR. EPA имеет более простую архитектуру, чем HSIO, обладая при этом лучшей разрешающей способностью. В HSIO, все входные каналы имеют общую память (7-уровневое FIFO), в которой запоминаются временные отметки, соответствующие событиям на входах. То же касается выходных линий HSIO - все они имеют общую память (8 ячеек), в которую процессор записывает команды для всех выходных каналов HSIO. Поэтому за один такт HSIO может обработать только один входной и один выходной канал. В EPA, каждый канал имеет свой собственный буфер, а выдача и прием сигналов производятся одновременно по всем каналам. Поэтому разрешающая способность EPA выше, чем у HSIO, в 4 раза. Кроме того, EPA - более гибкий узел: каждый его канал может служить и входом, и выходом, тогда как HSIO имеет 4 выходных, 2 входных, и 2 двунаправленных линии.
CODE RAM Это дополнительное ОЗУ, в котором можно размещать исполняемый код. Этот код будет выполняться очень быстро, так как Code RAM имеет 16-разрядный интерфейс с нулевым циклом ожидания. Code RAM может принести существенную пользу в задачах, где требуется максимально быстрое выполнение только небольших фрагментов кода, позволяя при этом использовать сравнительно медленное и дешевое 8-битное ПЗУ для хранения остальной части программы. Конечно, эту память можно использовать и для размещения данных или стека.
PTS (PERIPHERAL TRANSACTION SERVER) Этот узел предназначен для аппаратной обработки прерываний. Он содержит набор встроенных алгоритмов, исходные данные для которых должны быть размещены программой пользователя во встроенном ОЗУ кристалла. Алгоритмы PTS охватывают, в основном, пересылки данных. Прерывания, обслуживаемые PTS, отрабатываются быстрее, чем те, которые обслуживаются обычным способом. Однако, программировать PTS непросто, а отлаживать еще сложнее. Поэтому мы не рекомендуем использовать PTS без крайней необходимости. В новейшем кристалле 4-го поколения, 8XС296SA, PTS нет.
ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ CHIP SELECT (CHIP SELECT UNIT) Этот узел появился у кристалла 8XC196NP, и имеется у 80C196NU и 8XC296SA. Он позволяет существенно упростить аппаратуру, необходимую для подключения внешней памяти к процессору, и, тем самым, удешевить систему. Он может генерировать до 6-ти сигналов выборки (Chip Select), с независимо устанавливаемыми циклами ожидания и шириной шины. Кроме того, кристаллы, имеющие Chip Select Unit, имеют демультиплексированную шину, что позволяет отказаться от внешних регистров-защелок и использовать медленную и дешевую память, сохранив при этом быстродействие системы.