[发明专利]新型MCU结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种MCU结构，尤其涉及一种新型MCU结构。

背景技术

MCU(Micro Controller Unit)又名微控制器，是在一片硅片上集成了微处理器、存储器和各种输入、输出接口，具有一台计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称微控制器。从20世纪70年代Intel公司第一个推出4004微处理器起到80年代初，是微处理器技术飞速发展的时期。微处理器技术的快速渗透刺激了MCU外围LSI器件的发展。由微处理器、微处理器的外围LSI器件、通用IC这三大积木搭起来可以标准地实现一个复杂的电子系统。

现有技术中，MCS-8051是一款非常经典的8位MCU，至今仍得到广泛的应用。

如图1、图2所示，传统8051单片机结构是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、RAM、定时器/计数器和多功能I/O线的一台计算机所需要的基本功能部件。

上述现有技术至少存在以下缺点：

随着集成电路设计的迅速发展，传统单片机因其尺寸、功耗、速度等特性已经难以满足一些场合的需要，较低的指令执行速度大大限制了在高速控制中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型MCU结构，可以较大幅度提高速度，并且与8051指令集兼容。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的新型MCU结构，包括取指模块、译码模块和执行模块；

所述取指模块包括依次连接的程序指针单元、程序存储器、程序寄存器，用于根据程序指针单元的值取出指令或操作数存入程序寄存器中；

所述译码模块包括依次连接的指令译码器、时序产生单元、控制器，采用硬布线逻辑译码，根据译码时序的要求，用组合逻辑单元和存储单元组成控制信号生成电路，所述指令译码器接收来自取指模块的程序寄存器的操作指令，把读入的指令根据编码规则进行分解处理，再由时序产生单元处理后通过控制器产生该指令的控制信号，并将控制信号传递到所述执行模块中完成指令的相应操作。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的新型MCU结构，由于译码模块的指令译码器接收来自取指模块的程序寄存器的操作指令，把读入的指令根据编码规则进行分解处理，再由时序产生单元处理后通过控制器产生该指令的控制信号，并将控制信号传递到所述执行模块中完成指令的相应操作。译码模块采用硬布线逻辑译码，根据译码时序的要求，用组合逻辑单元和存储单元组成控制信号生成电路，可以较大幅度提高速度，并且与8051指令集兼容。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为现有技术中的8051结构框图；

图2为现有技术中的8051内部逻辑框图；

图3为本发明实施例提供的新型MCU结构的示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明的新型MCU结构，其较佳的具体实施方式是，包括取指模块、译码模块和执行模块；

所述取指模块包括依次连接的程序指针单元、程序存储器、程序寄存器，用于根据程序指针单元的值取出指令或操作数存入程序寄存器中；

所述译码模块包括依次连接的指令译码器、时序产生单元、控制器，采用硬布线逻辑译码，根据译码时序的要求，用组合逻辑单元和存储单元组成控制信号生成电路，所述指令译码器接收来自取指模块的程序寄存器的操作指令，把读入的指令根据编码规则进行分解处理，再由时序产生单元处理后通过控制器产生该指令的控制信号，并将控制信号传递到所述执行模块中完成指令的相应操作。

所述执行模块包括通过总线连接的暂存器、算术逻辑单元、内部数据存储器、程序状态字单元、累加器、B寄存器、特殊功能寄存器。

所述执行模块还提供执行的反馈信号给取指模块和译码模块。

所述取指模块的程序寄存器和译码模块的控制器与所述执行模块的总线连接。