[发明专利]具有在库式存储器中的线性存储器的微控制器

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2009年2月11日申请的标题为“库式RISC微控制器中的线性存储器，及具有库式存储器及专用编库指令的RISC MCU(LINEAR MEMORY IN A BANKED RISC MICROCONTROLLER，AND RISC MCU WITH BANKED MEMORY AND SPECIALIZED BANKING INSTRUCTIONS)”的第61/151,754号美国临时申请案的权益，所述临时申请案的全文并入本文中。

技术领域

本发明涉及集成式微控制器，且更确切地说，涉及微控制器的存储器存取。

背景技术

可线性存取的数据存储器空间需要大量存储器字节(例如，随机存取存储器(RAM)字节)在地址空间中相连地放置且为可寻址的。线性存储器可于是经由长度取决于RAM的大小的地址而完全寻址。具有长指令的微控制器(例如，32位微控制器或具有多个指令字的微控制器)可将此长地址容易地嵌入于指令的运算码(op-code)内。然而，较小架构(例如，具有有效的有限指令长度的8位架构)通常使用(例如)10个位至15个位的指令大小，所述指令大小不允许存储长地址。即使多个字指令可容纳较长地址，此情形仍阻遏压缩编码，这些处理器架构可能不能够对大线性地址空间直接寻址。因此，存储器编库(memory banking)为对较大存储器提供完全存取的有效方式。在存储器编库中，仅有限量(即，单一存储器库)通过指针而可用。指令可于是含有存取选定存储器库内的所有存储器位置的足够位。为了切换到选定库外的存储器位置，需要修改指针。

举例来说，许多RISC架构微控制器可仅经由其指令直接存取存储器的有限量的字节(例如，32或64个字节)。通过使用32或64个字节的多个库，可存取额外存储器。微控制器大体上为单一芯片上的具有外围装置的微处理器或中央处理单元(CPU)与存储器的组合。因此，使用存储器编库概念的微控制器另外面对以下问题：用于(例如)控制这些外围装置及内部功能的许多特殊功能寄存器需要由指令集存取。因此，这些特殊功能寄存器通过将其映射到数据存储器中而可用。因为对一些特殊功能寄存器的存取在执行程序时为关键的，所以在许多微控制器中，这些特殊功能寄存器中的一些需要始终为可用的。举例来说，如果特殊功能寄存器仅可经由存储器存取，则用于选择存储器库的特殊功能寄存器需要始终为可存取的，否则，用户将陷于并未使此寄存器可用的存储器库中。为适应此情形，在许多微控制器中，数据存储器映射将最小数目个这些特殊功能寄存器(SFR)放置于存储器的每一库中。然而，此情形致使数据存储器不相连，因为未经映射的存储器块由经存储器映射的寄存器分开。

发明内容

因此，需要一种具有库式存储器的微控制器，所述库式存储器还提供比存储器库大的线性存储器空间。

根据一实施例，一种微控制器可包含：数据存储器，其被划分成多个存储器库；地址多路复用器，其用于将地址提供到所述数据存储器；指令寄存器，其将第一部分地址提供到所述地址多路复用器的第一输入端；未映射到所述数据存储器的库选择寄存器，其用于将第二部分地址提供到所述地址多路复用器的第一输入端；及多个特殊功能寄存器，其映射到所述数据存储器，其中所述多个特殊功能寄存器包含与所述地址多路复用器的第二输入端耦合的间接存取寄存器，且其中所述数据存储器包含形成线性数据存储器的块的未被映射特殊功能寄存器的所述多个存储器库中的一个以上存储器库。

根据另一实施例，所述数据存储器可包含n个存储器库，且m个存储器库形成线性数据存储器的所述块。根据另一实施例，n＝8且m＝4。根据另一实施例，所述特殊功能寄存器可存储器映射到除所述m个存储器库外的所有存储器库的下方部分。根据另一实施例，除所述m个存储器库外的所有存储器库的偶数存储器库及奇数存储器库各自可含有不同组的经存储器映射的特殊功能寄存器。根据另一实施例，所述特殊功能寄存器可包含虚拟寄存器，且其中对所述虚拟寄存器的读取或写入存取使用所述间接存取寄存器而引起间接数据存储器存取。根据另一实施例，所述特殊功能寄存器可包含用于执行快闪存储器的编程的寄存器。根据另一实施例，所述特殊功能寄存器可选自由以下各者组成的群组：程序计数器寄存器、状态寄存器、定时器寄存器、端口寄存器、振荡器校准寄存器。根据另一实施例，所述微控制器可为使用12位指令字的8位微控制器。