《存储器配置》.(DOC)

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《单片机原理及应用》课件01-51单片机基本结构与存储器分配

《单片机原理及应用》课件01-51单片机基本结构与存储器分配

内中断
并行口
外中断
P0 P1 P2 P3
串口模块 TXD RXD
中断模块 INT0 INT1
P0.0~P0.7
P2.0~P2.7
VCC (+5V)
GND
RAM地址 锁存器
RAM
通道0驱动器
通道0锁 存器
通道2驱动器
通道2锁 存器
ROM/ EPROM
程序地址寄存器
PSEN ALE
EA RST
B寄存器 ACC TMP2
片内地址空间:RAM 128B(00H-7FH) SFR 128B(80H-FFH)
128B SFR
128B RAM
FFH 21个SFR分布 在80H-FFH
83个可寻址位
80H 7FH
用户、
堆栈区
30H 2FH
位寻址区
20H 1FH
工作寄存器区
00H
内部RAM组织结构
10
所有的RAM区(位 寻址区、工作寄 存器区)都可以 用于存放数据, 故也称为数据缓 存寄存器
特殊功能寄存器(SFR)
▼特殊功能寄存器SFR(专用寄存器)
专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各功能 部件的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。
▼不同的SFR管理不同的硬件模块,负责不同的功 17 能——各司其职
换言之:要让单片机实现预定的功能,必须有相应 的硬件和软件,而软件中最重要的一项工作就是对 SFR写命令(要求)。
4 堆栈指针SP
堆栈:
在片内RAM中,指定一个专门的区域来存放某 些特别的数据,它遵循先进后出和后进先出 (LIFO/FILO)的原则,这个RAM区叫堆栈。
功用:
22

高速缓存存储器的优化方案与配置建议(十)

高速缓存存储器的优化方案与配置建议(十)

高速缓存存储器的优化方案与配置建议引言:随着计算机技术的飞速发展,现代电子设备对于计算速度和数据处理的要求越来越高。

高速缓存存储器作为一种常见的硬件优化方案,能够有效提升计算机的性能。

本文将探讨高速缓存存储器的优化方案,并提供一些建议来配置高性能的高速缓存存储器。

一、高速缓存存储器的概述高速缓存存储器是一种位于CPU与主存储器之间的中间存储器,其目的是减少CPU访问主存储器的时间,提高计算机的运行速度。

高速缓存存储器主要由三个层次组成,分别是一级缓存(L1 Cache)、二级缓存(L2 Cache)和三级缓存(L3 Cache)。

不同层次的缓存存储器具有不同的容量和访问速度。

二、高速缓存存储器的优化方案1. 提高高速缓存命中率高速缓存命中率是衡量高速缓存性能的重要指标。

提高高速缓存命中率可以有效减少对主存储器的访问,从而提高计算机的性能。

为了提高高速缓存命中率,可以采用以下方案:- 增加高速缓存的容量:增加高速缓存的容量可以提高数据的存储密度,减少缓存缺失率。

- 优化缓存算法:采用更加智能的缓存替换算法,如LRU(最近最少使用)算法,可以有效提高缓存命中率。

- 提高数据的局部性:程序设计中应充分利用数据的空间局部性和时间局部性,减少缓存缺失的发生。

2. 选择合适的高速缓存映射方式高速缓存映射方式是决定数据在高速缓存中存储位置的方法。

常见的高速缓存映射方式有直接映射、全相联映射和组相联映射。

不同的映射方式对性能有不同的影响。

为了选择合适的映射方式,可以考虑以下因素:- 直接映射:适用于对成本要求较高的场景,但是会出现缓存冲突的情况,从而降低性能。

- 全相联映射:适用于对性能要求较高的场景,但是相应的芯片面积会较大,成本较高。

- 组相联映射:适用于平衡成本和性能的场景,是常见的高速缓存映射方式。

三、高速缓存存储器的配置建议1. 根据应用场景选择高速缓存容量不同的应用场景对高速缓存容量有不同的需求。

对于计算密集型的应用程序,较大的高速缓存容量可以提供更大的数据集,减少缓存缺失。

DSP存储空间的配置

DSP存储空间的配置

DSP存储空间的配置在DSP的开发过程中,开发者难免会遇到DSP芯片内部存储器和片外扩展存储器的配置等问题。

本文以TMS320C54x系列DSP为例,讨论DSP存储空间的分配问题。

存储器空间'C54x系列DSP存储器分为三个独立选择的空间—程序、数据和I/O,其中程序存储器存放待执行的指令和执行中所用的系数(常数),可使用片内或片外的RAM、ROM或EPROM等来构成;数据存储器存放指令执行中产生的数据,可使用片内或片外的RAM和ROM来构成。

I/O存储器存放与映象外围接口相关的数据,也可以作为附加的数据存储空间使用。

这三个空间的寻址范围取决于DSP芯片地址线数目。

例如,'C54x系列DSP 从'C548开始,芯片有23根地址线,具有8M字节存储空间寻址能力。

'C54x通过包含在处理器工作方式的状态寄存器(PMST)中的3个状态位,选择片内存储器作为程序空间或数据空间。

这3个状态位是:1.MP/MC位。

MP/MC=0,则片内ROM安排到程序空间;MP/MC=1,则片内ROM不安排到程序空间。

2.OVLY位。

OVLY=1,则片内RAM安排到程序和数据空间;OVLY=0,则片内RAM只安排到数据存储空间。

3.DROM位。

当DROM=1,则部分片内ROM安排到数据空间;DROM=0,则片内ROM不安排到数据空间。

程序设计者可根据不同的需求,相应的配置这3个位,使系统的存储空间满足应用要求。

同时,为了扩展'C54x系列DSP的寻址空间,还增加了一个额外的存储器映像寄存器—程序计数器扩展寄存器XPC,以及6条寻址扩展程序空间的指令。

以TMS320C5410为例,它的程序空间分成128页面,每页64K字。

该64K字程序空间分为两部分:一部分是公共的32K 字,另一部分是各自独立的32K字。

公共存储器为所有页面共享,每个页面独立的32K字存储器只能按指定的页面号寻址,这个页面号由XPC寄存器设定。

vmware iSCSI SAN 配置指南

vmware iSCSI SAN 配置指南

iSCSI SAN 配置指南Update 1ESX 4.0ESXi 4.0vCenter Server 4.0在本文档被更新的版本替代之前,本文档支持列出的每个产品的版本和所有后续版本。

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ZH_CN-000267-03iSCSI SAN 配置指南2 VMware, Inc.最新的技术文档可以从VMware 网站下载:/cn/support/pubs/VMware 网站还提供最近的产品更新信息。

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特殊功能寄存器

特殊功能寄存器

89C52 256字节 89C51 128字节
80H 7FH
80H
普通RAM区
30H 2FH 20H 1FH 00H
只能直接寻址
位寻址区 工作寄存器区
既可间接寻址,又可直接寻址
14
程序存储器
FFFFH 外部 ROM
1000H 0FFFH 内部 ROM 0000H (EA=1) 0FFFH 外部 ROM (EA=0) 0000H
寄存器名称 I/O口3寄存器 电源控制及波特率选择寄存器 串行口控制寄存器 串行数据缓冲寄存器 定时控制寄存器 定时器方式选择寄存器 定时器0低8位 定时器0高8位 定时器1低8位 定时器1高8位
27
与端口相关的(7个) P0、P1、P2、P3:
四个并行输入/输出口的寄存器。它里面的内容对应着管 脚的输出。
使用时,通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转 指令,使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址,或 者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。
16
org
0000h
jmp
main
(跳过中断入口地址区)
org
main: mov
0100h
p1,#55h
mov
Loop: djnz cpl mov jmp end
21
堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置,一般不安排 在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区,通常放 在RAM区的靠后的位置。
从堆栈取出数据时:取出的数据是 最近放进去的一个数据,也就是当 前栈顶的数据。然后SP再自动减1, 仍指着栈顶……
52子系列才有 的RAM区 80H 7FH 数据 出栈
SCON (Serial Control Register) SBUF (Serial Date Buffer) PCON (Power Control Register)

MPC860_寄存器配置(中文)

MPC860_寄存器配置(中文)

MPC860寄存器配置1999.10 Rev 1.01 概述MPC860的系统接口单元(SIU )控制系统启动、初始化、运行、保护和外部系统总线。

这些功能是靠许多寄存器实现的。

这篇文档将详细说明各个寄存器的配置情况。

2 寄存器的配置按功能分类,可以将寄存器分为系统配置和保护寄存器、复位寄存器、时钟和电源寄存器、存储器控制器寄存器和PCMCIA 寄存器等。

下面分别说明配置情况。

2.1 系统配置和保护寄存器配置系统配置和保护寄存器包括IMMR 、SIUMCR 、SYPCR 、TESR 、SIPEND 、SIMASK 、SIEL 、SIVEC 、SWT 、SWSR 、DEC 、TBU 、TBL 、TBREFA 、TBREFB 、TBSCR 、RTCSC 、RTC 、RTCAL 、RTSEC 、PIT 、PISCR 、PITC 、PTTR 等,其中除了IMMR 、 SIUMCR 、SYPCR ,其它的暂不用进行配置。

2.1.1 Internal Memory Map Register (IMMR)IMMR 指示特殊设备和内部存储器映像的基地址,这是一个32位的寄存器,其中0~15bit 为基地址的值(ISB ),根据系统复位时配置字的值来定。

在本次设计中,ISB 的值置为0xFF00,表示内部存储器映像的基地址为0xFF000000。

2.1.2 SIU Module Configuration Register (SIUMCR)通过SIUMCR ,可以配置SIU 的以下功能: 外部总线仲裁 外部主机支持 调试口配置系统接口管脚配置 校验支持表2-1为SIUMCR 的配置说明。

表2-1 SIUMCR 配置说明 位名 称描 述配 置0 EARB 外部仲裁,根据复位配置字设置0 实行内部仲裁1 实行外部仲裁 0 没有外部仲裁1-3 EARP 外部仲裁请求优先级000 最低优先级111 最高优先级0004-7 保留00008 DSHWData show cycles 0 不显示 1 显示所有的内部数据周期0 但调试时可设为“1”9-10 DBGC 调试管脚配置,根据复位配置字设置 11 11-12 DBPC 调试口管脚配置,根据复位配置字设置 0013保留14 FRC 配置管脚FRZ/IRQ6的功能0 FRZ/IRQ6配置为FRZ1 FRZ/IRQ6配置为IRQ6 015 DLK锁住调试寄存器 0 复位时的状态1 8-15位被锁住,不再执行对这些位的写操作,当内部FRZ 信号有效时才可以写这些位 1 这些位由复位配置字决定,不需要改写16 OPAR 奇校验0 读内存时进行奇校验1 写内存时进行奇校验任意17 PNCS非存储器控制器区域的校验使能,可为不受存储器控制器控制的内存区域产生和检查校验位 0 没有不受存储器控制器控制的内存区域18 DPC 数据校验管脚配置0 DP[0-3]/IRQ[3-6]配置为IRQ[3-6]1 DP[0-3]/IRQ[3-6]配置为DP[0-3] 0 不需要数据校验19 MPRE 多处理器保留使能0 RSV/IRQ2配置为IRQ21 RSV/IRQ2配置为RSV 020-21 MLRC 多级保留控制00 KR/RETRY/IRQ4/SPKROUT 配置为 IRQ401 KR/RETRY/IRQ4/SPKROUT 配置为三态10 KR/RETRY/IRQ4/SPKROUT 配置为KR/RETRY 11 KR/RETRY/IRQ4/SPKROUT 配置为SPKROUT 0022 AEME外部异步主控制器使能0 存储器控制器忽略AS 信号的状态1 存储器控制器将AS 信号的有效解释为外部异步主控制器正在初始化一次transaction 023 SEME外部同步主控制器使能(同AEME )0 24 BSC 配置存储器控制器和PCMCIA 接口的字节选择信号0 25 GB5E GPL_B5使能0 BDIP 功能1 GPL_B5功能26 B2DD Bank 2 double drive ,如果置位,GPL_x2可配置为CS20 27 B3DD Bank 3 double drive ,如果置位,GPL_x3可配置为CS30 28-31 保留0000SIUMCR 的值配置为0x006100002.1.3 System Protection Control Register (SYPCR)SYPCR 控制系统监视器和总线监视器的时序。

高速缓存存储器的优化方案与配置建议(六)

高速缓存存储器的优化方案与配置建议(六)

高速缓存存储器的优化方案与配置建议引言:在计算机系统中,高速缓存存储器是一种重要的硬件组件,它可用于提高数据的访问速度,从而提升计算机的整体性能。

然而,高速缓存存储器的优化方案与配置建议并不容易确定,因为它涉及到多方面因素的综合考虑。

本文将探讨高速缓存存储器的优化方案与配置建议,以帮助读者更好地理解和应用这一技术。

一、高速缓存存储器的基本原理高速缓存存储器位于计算机系统的内部,主要用于存储经常被访问的数据以及加速对内存的访问。

它利用了局部性原理,即当程序访问某个数据时,相邻的数据也可能被访问。

高速缓存存储器通过预先将这些相邻数据复制到高速的存储器中,使得CPU可以更快地访问到所需数据。

二、优化方案与配置建议1. 高速缓存大小的选择高速缓存的大小对系统性能起着重要影响,过小会导致缓存命中率低,过大会增加成本。

优化方案之一是根据应用程序的工作负载特性选择合适的高速缓存大小。

例如,对于处理图像和视频等大规模数据的应用,应选择较大的高速缓存来提高数据命中率。

2. 高速缓存关联度的配置高速缓存的关联度是指一个数据块对应的缓存行的数量。

对于直接映射的高速缓存,每个数据块只能映射到一个缓存行,会导致冲突较多;而对于全相联的高速缓存,一个数据块可以映射到任意一个缓存行,冲突较少但成本较高。

在配置高速缓存时,应根据应用程序的访存特征选择适当的关联度,综合考虑性能和成本之间的平衡。

3. 高速缓存替换算法的选择高速缓存的替换算法是指当缓存满时,决定哪些数据块需要替换出去的方法。

常见的算法有最近最少使用(LRU)、随机替换和先进先出(FIFO)等。

在选择替换算法时,需要考虑应用程序访存模式的特点。

例如,LRU算法适用于频繁访问的数据,而FIFO算法适用于以时间顺序访问数据。

4. 数据预取技术的应用数据预取技术是一种将预测的数据提前加载到高速缓存中的方法。

通过分析应用程序的内存访问模式,可以预测何时需要哪些数据,并提前将其加载到高速缓存中,减少CPU等待数据的时间。

MCS51系列单片机存储器.ppt

MCS51系列单片机存储器.ppt

7FH
数据 缓冲区
30H 2FH
20H 1FH 18H 17H
10H 0FH
08H 07H Βιβλιοθήκη 0H位寻址区 (位地址为 00H~7FH)
3区 2区 1区 0区
80 个字节为数据缓冲区(含堆栈) 16 个字节为位寻址区 32 个字节为四个工作寄存器区
(1)工作寄存器区:00H~1FH为4个工作寄存器区,每区8个 单元,分别称为R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7,且4个 区的工作寄存器同名。实际上,它们都是通用的数据寄存器, 可用于寄存器地址和数据,其中R0、R1还可作为间接寻址寄存 器使用。当程序中需使用工作寄存器时,必须先指出它们是哪 一个区的,这是由特殊功能寄存器PSW中的RS1和RS0两位来选 择的。 (2)位寻址区:20H~2FH这16个字节的每一位都可以单独进 行操作,每一位有一个地址,称为位地址,例如20H单元的位 地址为00H~07H。共有128个位地址。 (3)数据缓冲区:30H~3FH这80个字节为一般的数据缓冲区, 但通常将堆栈区放在这个空间。由于复位后堆栈指针自动指向 07H(即工作寄存器区),故在程序开始需要用指令将SP设置 在30H以后。
第三章 MCS-51系列单片机存储器
3.1 MCS-51系列单片机系统的存储器配置
8051的存储器有4个不同的逻辑空间,即内部程 序存储器、内部数据存储器、外部程序存储器、外部 数据存储器。它们分别由不同的指令和寻址方式访问, 对外部的两个逻辑空间还使用不同的读控制信号。 MCS-51系列单片机8051的存储器配置 图见下页
1.程序计数器PC 程序计数器PC用于存放下一条要执行指令的地址(PC总是指 向程序存储器地址),是一16位专用寄存器,寻址范围64K 字 节 , PC 在 物 理 结 构 上 是 独 立 的 , 不 属 于 特 殊 功 能 寄 存 器 SFR块。

TMS320C54x系列DSP的CPU与外设——第3章存储器

TMS320C54x系列DSP的CPU与外设——第3章存储器

TMS320C54x系列DSP的CPU与外设——第3章存储器第3章存储器本章介绍了TMS320C54x DSP存储器的构成和操作。

⼀般来说,C54x器件共有192K 16位字的存储窨,这个空间分成3个专⽤的部分:64K字程序、64K字数据和64K字I/O⼝。

在某些C54x器件中,存储器结构已经通过重叠和分页的⽅法加以改变,这样就增加了存储器空间的容量。

C54x体系结构上的并⾏特点和⽚内RAM的双存取能⼒使C54x可以在任意给定的机器周期内同时进⾏4个存储器操作:⼀条指令的读取操作、两个操作数读操作以及⼀个操作数写操作。

在⽚内存储器中操作有如下⼏个优点:Higher performance because no wait states are requiredLower cost than external memoryLower power than external memoryThe main advantage of operating from off-chip memory is the ability to access a larger memory space.3.1 存储器空间C54x DSP的存储器划分成3种独⽴可选的空间:程序、数据和I/O。

这些空间中的RAM、ROM、EPROM、EEPROM或者存储器映射的外设可以位于⽚内或⽚外。

程序存储器中包含要执⾏的指令和执⾏指令时所需的表,数据存储器空间存储指令所需的数据,I/O存储空间连接外部的存储器映射外设,也可作外部数据存储空间。

按芯⽚各类的不同,C54x的⽚内存储器有这样⼏种类型:双存取RAM(DARAM)、单存取(SARAM)、双向共享RAM和ROM。

RAM总是映射到数据空间,但也可以映射到程序空间。

ROM可以被激活并映射到程序空间,也可部分映射到数据空间。

在CPU状态寄存器中有3位影响存储器的结构。

这3位产⽣的影响因器件不同⽽不同。

《存储器管理》PPT课件

《存储器管理》PPT课件

地址转换过程是:
CPU获得的逻辑地址首先与下限寄存器 的值相加,产生物理地址;然后与上限寄存 器的值比较。 1、若大于上限寄存器的值,产生“地址越界” 中断信号,由相应的中断处理程序处理; 2、若不大于上限寄存器的值,则该物理地址 就是合法地址,它对应于内存中的一个存储 单元。
案例分析
【例3-1】在某系统中采用固定分区分配管理 方式,内存分区(单位字节)情况如图3-10a所 示。现有大小为1KB、9KB、33 KB、121KB 的多个作业要求进人内存,试画出它们进入 内存后的空间分配情况,并说明内存浪费有 多大?
内存的在系统中的地位
CPU
内存
I/O 系统
外设
内存在计算机系统中的地位
3.1.1 存储体系
存储器存取 时间减少 存储器存取 速度加快 每位存储器 成本增加 存储器容量 减少 外 存 高速缓存器
程序和数据 可以被CPU 直接存取 内 存
程序和数据必 须先移到内存, 才能被CPU访问
三级存储器结构
存储器管理
单一连续分配仅适用于 单道程序设计环境,处 理机、主存都不能得到 充分的利用。
操作系统
32 KB
作业 分配给用户作 业的空间 未用
64 KB
1 60 KB
浪费
单一连续分配
特点:
( 1 )管理简单。它把主存分为两个区,用户区一 次只能装入一个完整的作业,且占用一个连续的 存储空间。它需要很少的软硬件支持,且便于用 户了解和使用。 ( 2 )在主存中的作业不必考虑移动的问题,并且 主存的回收不需要任何操作。 ( 3 )资源利用率低。不管用户区有多大,它一次 只能装入一个作业,这样造成了存储空间的浪费, 使系统整体资源利用率不高。 (4)这种分配方式不支持虚拟存储器的实现。

存储器系统设计

存储器系统设计
8 P2 8031 1Q~8Q A0~A7 A8~A14 27256 Q0~Q8 8

ALE
CE
OE
A0~A7 A8~A14 62256 D0~D7
CE
OE
G 373 1D~8D 8
P0
PSEN
WR
RD
系统的EPROM(27256)0000~7FFFH(管理仿真系统的程序),系统的仿 真ROM和数据存储器为8000~FFFFH。当执行系统的管理程序时, 27256有效(尽管有效 PSEN ,但地址不对),62256无效,当执行自己 编的仿真程序时,系统转向62256中执行你输入的程序,当遇到MOVX
ALE
8
2764
2764
2764
P0
PSEN
P2.6 0 0 1 P2.5 0 1 0 /Y0 /Y1 /Y2 0 1 1 0000-1FFFH (8000H-9FFFH) 括号内 1 0 1 2000-3FFFH(A000H-BFFFH) 为重叠 1 1 0 4000-5FFFFH(C000H-DFFFH) 区!
74LS138的真值表
输出有效时,只有一个为低电平,其余为高电平,故用其来接被选的芯片时, 只有一个被选中。保持芯片之间地址的不重叠。(74LS139的介绍见书P158)
5.2.3 程序存储器扩展设计
(1)扩展16KB EPROM(线选法用单片机地址总线高位地址作为选择某 一存贮器的片选信号)。
;将最后一个字节数据取出 ;原始数据比较,陷入死循环! ;最高位不同,再查!
地址 输出
指令 输入
PCL 输出
指令 输入
PCL 输出
P2口输出程序存储器的高8位地址PCH(A15~A8),具有锁存功能。 P0口地址/数据复用线,在ALE上升为高电平时,P0口输出程序存储 器的低8位地址(A7~A0),在ALE的下降沿,把A7~A0锁存到外部地 址锁存器中,得到地址信号,接着,P0口由输出变为输入,高8位地 址不变(低8位已锁存),故已选定外部ROM的某一个地址,随即 PSEN 低电平有效,外部ROM通,对应地址单元中的指令字节出现在数据 总线上供CPU读取。

DSP4系统与实验教程_2812存储器

DSP4系统与实验教程_2812存储器

2812的存储器配置本堂课我们来介绍存储器映像及CMD文件的编写,这部分内容较多,也是DSP区别于单片机的主要表现之一。

尤其是CMD文件的编写,工作中很多DSP的工作都是要围绕这个部分的内容进行,编写好的CMD文件也是衡量一个工程师水平高低的最好的体现。

那么我们现在就开始今天的课程。

第一节Memory简介在我们买计算机的时候,硬盘空间的大小是衡量计算机性能指标之一,在嵌入式DSP的工作时,存储器同样也是衡量的标准之一。

1.1What’s the memory?存储器是存放DSP运行过程中指令、代码、数据的地方,存储器的大小也直接影响到我们所编写的程序。

如果我们的程序量较大但选择了存储空间小的DSP时候,(工作中也经常遇到这样的问题,解决的方式之一就是充分的分析代码,看看能否压缩;第二就是将C语言改写成汇编语言)。

1.22812的memory的结构下面我们来看一下2812存储器的结构,是由那几部分组成的。

2812的CPU是不含有存储器的,但他可以访问片内也可访问片外的存储器。

2812的存储器分为这几个方面:1.程序或数据存储器1)单口随机存储器SRAM2)只读存储器ROM3)FLASH(3D 8000~3F 7FFF)共划分为ABCDEFGHIJ.A端地址(3F 6000~3F 7FFF)【注:FlashA】为Flash的高地址段最高的部分用于其他的功能【注:The difference between RAM & FLASH】平时先调试程序的时候,先将程序存放在RAM空间,限电丢失,一方面执行速度较快,另一方面下载速度较快;等到程序调试完毕后,程序下载到FLASH空间中。

他们可以被映射到程序空间或数据空间。

有同学会问“映像”是什么意思,英文“map”,意思是可以被分配用于程序空间(指令代码)或数据空间(数据资源)。

【注:the memory map in 2812】【注:Symbol】我们存储器的容量大小通常使用多少K*16位来表示。

第2章 AT89系列单片机的硬件体系结构(结构、引脚、存储器配置、专用寄存器、时钟与时序、工作方式)

第2章 AT89系列单片机的硬件体系结构(结构、引脚、存储器配置、专用寄存器、时钟与时序、工作方式)

2021/8/1
3
2.1 AT89系列单片机概述
2.1.1 AT89系列单片机简介
AT89系列单片机是与MCS—51系列单片机兼容 的低功耗高性能8位Flash单片机。它是在MCS-51 的技术内核为主导的基础上倾注了ATMEL公司优良 技术进行新的设计和开发,使之功能更强、更具特色, 尤其是AT89S系列单片机具有在系统可程序设计功能, 使生产维护更加方便灵活。
当CPU访问64KB的外部数据存储器时,就用
DPTR作地址指针,存放外部内存的地址;
当CPU访问64KB的程序存储器时,DPTR用作基
址寄存器。
CPU也可单独对DPH、DFra bibliotekL操作,即将DPTR分成
两个寄存器使用。
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2.3 AT89系列单片机的存储器
结构AT89系列单片机采用哈佛结构,有单独的程序存储器和
(2) 堆栈指针SP 堆栈指针SP(stack pointer)是一个8位特殊功能寄存器。
它指示出堆栈顶部在内部RAM中的位置。系统复位后,SP初 始化为07H,使得堆栈事实上由08H单元开始。考虑到08H ~1FH单元分属于工作寄存器区1~3,若程序设计中要用到 这些区,则最好把SP值改置为1FH或更大的值如60H。
处理情况。
例如:有一个单片机型号为“AT89C51—12PI”,
则表示意义为该单片机是 ATMEL公司的Flash单片
机,内部是CMOS结构,速度为12 MHz,封装为塑
封DIP,是工业用产品,按标准处理工艺生产。
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2.2 AT89系列单片机的结构原
2.2理.1 AT89系列单片机的基本组成
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高速缓存存储器的优化方案与配置建议(八)

高速缓存存储器的优化方案与配置建议(八)

高速缓存存储器的优化方案与配置建议在计算机系统中,高速缓存存储器(Cache)起着至关重要的作用。

它是位于处理器和主存之间的一层内存层次结构,用于存储最近被处理器访问过的数据和指令。

通过将数据和指令缓存到高速缓存中,可以大大加快数据访问速度,提高系统的整体性能。

然而,高速缓存的优化和合理的配置是一个复杂的问题,下面我将提出一些优化方案和配置建议。

一、缓存大小与命中率的关系高速缓存的大小对于系统性能有着重要的影响。

一般来说,缓存的大小越大,命中率(Cache Hit Rate)越高,系统性能越好。

但是,增大缓存的大小也会增加成本和能耗。

因此,在确定缓存大小时需要平衡性能需求和成本控制。

一种常见的做法是根据应用程序的访存特征和预算限制,通过实验和分析来确定合适的缓存大小。

二、高速缓存的替换策略当高速缓存已经满了,但需要缓存新的数据和指令时,就需要进行替换操作。

常见的替换策略有最近最少使用(LRU)、先进先出(FIFO)和随机替换(Random Replacement)等。

在实际应用中,选择合适的替换策略对于提高缓存的命中率至关重要。

最近最少使用是一种比较常用的替换策略。

它根据数据和指令的历史使用情况,将最近最少被使用的数据和指令替换出去。

这种策略可以很好地利用程序的局部性原理,提高缓存的命中率。

三、高速缓存的关联度与访问延迟的折衷高速缓存的关联度(Associativity)指的是数据和指令在缓存中的存储位置的选择空间。

一般有直接映射、全关联和组关联等不同的关联度选择方式。

不同的关联度选择方式对于缓存的性能和实现难度有不同的影响。

直接映射缓存是最简单的形式,它将数据和指令按照某种映射函数映射到缓存的某一块。

这种方式的优点是实现简单,但缺点是容易产生冲突,导致较低的缓存命中率。

全关联缓存是最理想的方式,但也是最昂贵的。

组关联缓存则是直接映射和全关联之间的折中选择,通过将缓存划分为多个组,每个组包含多个块,可以在一定程度上提高命中率。

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存储器配置哈佛结构MCS-51单片机程序存储器和数据存储器分开设计。

普林斯顿结构微机只有一个地址空间,程序和数据可以随意安排在这一地址范围内不同的空间。

程序存储器(ROM)指令、常数掉电不失数据存储器(RAM)数据可用程序改写在单片机内部,程序存储器和数据存储器存贮器是分开制造的。

通常,程序存储器的容量较大,数据存储器的容量较小,这是单片机用作控制的一大特点。

物理上有4个存储空间片内程序存储器片外程序存储器片内数据存储器片外数据存储器逻辑上有3个存储空间片内外统一编址的程序存储器MOVC片内数据存储器MOV片外数据存储器MOVX图存储器配置程序存储器_____EA输入引脚E___A___ = 0 访问片外程序存储器E___A___ = 1 访问片内程序存储器程序计数器PC16位程序地址寄存器,专门用来存放下一条需要执行指令的地址,能自动加1。

PC指示程序执行的位置PC中存放的是程序存储器的地址PC中存放下一条将要执行的指令的地址复位后 PC = 0000H寻址范围:0000H ~ 0FFFFH64KB 65536B入口地址T0000BH_________0013HINT1T1001BH串行口0023HT2002BH通常,在入口地址处写一条跳转指令,跳转至服务程序。

0000H0003H000BH0030H1000H2000HMOVCMOV DPTR, #2000HMOV A, #08HMOVC A, @A+DPTR片外数据存储器最大64KB0000H ~ 0FFFFH只可用MOVX指令间接寻址方式访问读:MOV DPTR, #2008HMOVX A, @DPTR写:MOV A, #12HMOV DPTR, #2008HMOVX @DPTR, A片外数据存储器与片外I/O设备统一编址(如A/D、D/A、I/O芯片等)片内数据存储器(低128B)地址范围:00H ~ 7FH通用数据区 (30H~7FH)80个字节用于存放的用户数据或作堆栈区使用。

读:MOV A, 30H ;直接寻址MOV R0, #30HMOV A, @R0 ;间接寻址INC R0MOV A, #12HMOV 30H, A位寻址区 (20H~2FH)16个字节即可按字节寻址,又可按位寻址8 × 16 = 128位用途:开关决策、逻辑电路仿真、实时控制位地址空间:00H ~ 7FH位操作指令:SETBCLRCPLJBJNB2FH字节的位地址:D7D0将2FH字节的最高位置“1”不能影响其它位SETB 7FHORL 2FH, #10000000BMOV 2FH, #10000000B最高位清“0”CLR 7FHANL 2FH, #01111111B若 2FH 字节的最高位为“1”,则跳转到LED_ONJB 7FH, LED_ON若 2FH 字节的最高位为“0”,则跳转到LED_OFFJNB 7FH, LED_OFF工作寄存器区 (00H~1FH)32个字节4个工作寄存器组每组8个工作寄存器R0 ~ R7由RS1、RS0两位决定目前使用哪组工作寄存器方便快速保护现场主程序(0组)MOV R0, #12H ;(00H)←12H(程序中断)INC R0中断服务程序(2组)PUSH PSWSETB RS1CLR RS0 ; bank2MOV R0, #34H ;(10H)←34H┇POP PSWRETI工作寄存器的功能:MOV R0, #30HMOV A, @R0 ;间接寻址寄存器与存储器的区别:存储器:容量大速度慢有地址寄存器:容量小速度快有名字MCS-51统一编址速度一致MOV A, R0 ;1 byteMOV A, 00H ;2 bytes片内数据存储器(高128B)地址范围:80H ~ 0FFH仅52子系列有只可用间接寻址方式访问MOV R0, #80HMOV A, @R0 ;间接寻址MOV A, 80H ;直接寻址SFR特殊功能寄存器(SFR)地址范围:80H ~ 0FFH只可用直接寻址方式访问21个51子系列26个52子系列离散分布控制、管理各个功能模块(中断、定时器、串行口……)控制寄存器状态寄存器数据寄存器符号寄存器名称地址ACC累加器0E0H B B寄存器0F0H PSW程序状态字0D0H SP堆栈指针81H DPL数据指针低8位82H DPH数据指针高8位83H P0P0口寄存器80H P1P1口寄存器90H P2P2口寄存器0A0H P3P3口寄存器0B0H IE中断允许控制寄存器0A8H IP中断优先控制寄存器0B8H TMOD定时器方式选择寄存器89H TCON定时器控制寄存器88H TL0定时器0低8位8AH TH0定时器0高8位8CH TL1定时器1低8位8BH TH1定时器1高8位8DH SCON串行口控制寄存器98H SBUF串行数据缓冲寄存器99H PCON电源控制及波特率选择寄存器87H累加器ACC(Accumulator)具有特殊用途的8位寄存器专门用来存放操作数或运算结果3 + 5 = ?MOV A, #3 ; A = 3ADD A, #5 ; A = 3 + 5通用寄存器B(General Purpose Register)8位专门为乘法和除法设置的寄存器3 × 5 = ?MOV A, #3 ; A = 3MOV B, #5 ; B = 5MUL AB ; BA←A×B程序状态字PSW(Program Status Word)8位标志寄存器用来存放指令执行后的有关状态可按位寻址CY 进位标志位OV 溢出标志位AC 半进位位(辅助进位位)二进制加法无符号数有符号数1111 1111 255 -1+) 0000 0001 +) 1 +) 111111 1110000 0000 256 0CY=1 最高进位位(进位标志位)(无符号数运算溢出标志位)CS=1次高进位位AC=1 半进位位(辅助进位位)(用于BCD码调整)OV=0 溢出标志位 = CY○+CS(有符号数运算溢出标志位)F0 用户位RS1、RS0 工作寄存器组选择控制位P 奇偶标志位偶校验串行通信差错控制注意标志位(状态位)和控制位区别标志位(状态位)指示灯由硬件系统根据运行状态自动置“1”或清“0”,供用户通过指令查询、判断,决定程序的执行顺序。

CY、AC、OV、P控制位开关由用户通过指令置“1”或清“0”,以控制相应的硬件功能模块。

RS0、RS1TR1TR0写控制位:SETB RS1 ; RS1 = 1CLR RS0 ; RS0 = 0判断标志位:JB OV, Overflow;若OV=1则跳转到 OverflowJNB OV, NOT_Overflow;若OV=0则跳转到 NOT_Overflow堆栈指针SP(Stack Pointer)8位寄存器专门用来存放堆栈的栈顶地址能自动加1和减1堆栈是一种按“后进先出”规律存取数据的存储区域处理中断、子程序调用栈区:片内RAM低128B不可对任意地址操作堆栈的操作压栈(入栈)PUSH弹栈(出栈)POPSP先加一,再入栈(向上生成)复位后 SP = 07H修改到 SP = 2FHMOV SP, #2FH数据指针DPTR(Data Pointer)16位寄存器由两个8位寄存器DPH和DPL拼装而成用来存放16位地址。

用于访问程序存储器和片外数据存储器访问程序存储器MOV DPTR, #2000HMOV A, #08HMOVC A, @A+DPTR访问片外数据存储器MOV DPTR, #2008HMOVX A, @DPTRMOV A, #12HMOV DPTR, #2008HMOVX @DPTR, A端口P0 ~ P3寄存器端口端口字节单元P1引脚位P1.0输出锁存、输入缓冲MOV P1, #12HMOV A, #12HSETB P1.0SETB 30H字节地址可被8整除的寄存器可按位寻址 最低位位地址与字节地址相同可按位寻址的寄存器:A B PSWP0 ~ P3 ……不可按位寻址的寄存器:SP DPTR ……图地址的重叠与区分片内程序存储器vs 片外程序存储器片外程序存储器EA _____= 0 片内程序存储器EA _____ = 1 EA _____输入引脚SETB EA程序存储器vs片内数据存储器vs片外数据存储器程序存储器MOVC片内数据存储器MOV片外数据存储器MOVX例:访问程序存储器MOV DPTR, #0030HMOV A, #0MOVC A, @A+DPTRMOVC A, 0030H访问片外数据存储器MOV DPTR, #0030HMOVX A, @DPTRMOVX A, 0030H访问片内数据存储器MOV R0, #30HMOV A, @R0orMOV A, 30H片内数据存储器高128B vs SFR高128B 间接寻址方式MOV R0, #80HMOV A, @R0SFR 直接寻址方式MOV A, P0orMOV A, 80H字节地址vs位地址字节地址字节指令INC 30HMOV A, 30H位地址位指令CPL 30HMOV C, 30H(注:素材和资料部分来自网络,供参考。

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