飞思卡尔56F8300合成控制器系列在工业领域的应用

飞思卡尔56F8300合成控制器系列在工业领域的应用

飞思卡尔半导体公司 Bill Hutchings

概述
飞思卡尔半导体（Freescale Semiconductor，原摩托罗拉半导体部）合成控制器和微控制器在工业和控制应用领域拥有悠久历史。全新的56F8300是应用广泛、基于闪存的高性能合成控制器56F800系列的产品。56F8300将微控制器功能与数字信号处理器（DSP）信号处理功能、32位RISC的原始协议和控制流程结合起来。

56F8300的突出功能是飞思卡尔在嵌入式处理器领域取得地位的原因。这些器件可以广泛用于多种工业应用，包括压缩机、智能设备、系列安全、仪器、数据采集、工厂自动化、计量、工业联网、升降机/电梯/起重机、HVAC 吹风机和电风扇、持续供电、电源切换等。 56F8300解决方案具有如下功能及优势：

强大的内部外围设备的出色集成—大幅降低系统成本；

可靠的高性能内部闪存—提供开发、生产和库存的灵活性，具有通常只有只读存储器才具备的可靠性和性能；

60MHz/60 MIPS性能—以更低的成本实现广泛的应用；

合成MCU/DSP体系结构—加快开发过程，降低组件数量；

提供集成的安全功能以实现高可靠性—提供更安全、风险更低、更可靠的终产品；

运行温度范围更广—使创新的终产品能在恶劣的环境条件中应用；

功能强大的CodeWarrior集成开发环境—降低软件开发成本，为软件开发人员提供更大自由； 创新的Process Expert快速应用开发工具—大幅加快软件开发，缩短开发人员的学习时间；

56800/E系列产品，全部产品的原始代码都是兼容的。56F800系列基于初的 56800 ，提供的MCU和DSP功能。56F8300系列则基于56800的增强版本（56800E），可提供改进的DSP和MCU功能，以及改进的32位功能。56850系列基于RAM，主要提供高性能的语音、多媒体、电信和混合网络应用。56F8300是该产品系列中性能的基于闪存的合成控制器。

56F8300系列合成控制器的性能特征

56F8300系列合成控制器是采用56800/E合成16位MCU/DSP的组件。56F8300系列产品采用增强的56800(56800E)，它相对于56800有了显著改进，使16位体系结构和32位体系结构的界限不再明显。

6F8300与所有56F800组件的源代码完全兼容，这就为需要增强性能或扩大内存空间的用户提供了便捷的升级途径。56F8300可共享飞思卡尔8/16 MCU系列的许多外围设备、指令集和工具集，为使用这些组件的用户提供良好的指导。

56800E内部总线结构是一种经过改进的哈佛架构，拥有7条内部程序总线和数据总线，其中2条为32位宽。内部的数据RAM具有两个端口，因此可在单个周期中进行两次存取。数据闪存能够与数据RAM同时进行数据存取。这使它能同时支持单通道和双通道的数据并行读取，以及在单周期中运行程序。56F8300设备支持可中断的无开销的硬件do循环，因而闪存运算时能够发挥优异的信号处理性能。

内部总线结构的数量、宽度和灵活性及其与内部存储器的连接方式，对于处理器的信号处理能力非常重要，能使其高效地处理大量中断的控制应用。如果没有正确的指令、正确的总线结构及适当的存储器接口，将会导致严重的性能瓶颈问题。这些瓶颈可使信号处理能力比56F8300的速度慢6倍。合成体系结构必须支持适当数量和宽度的总线，以便实现真正的双通道并行读取数据，并需要在指令集中支持可中断、零开销的do循环，以便能正确地执行信号处理功能。

56F8300的性能优势显而易见：在整个运行温度范围内，它可真正进行60MHz的闪存运算，其内部总线具有适当的结构、数量和宽度，可控制信号处理，而不会造成性能瓶颈。

56F8300的体系结构成功地融合了多种类型的处理器功能。当飞思卡尔开发出56800E时，其体系结构设计师开发的体系结构结合了8位、16位和32位MCU的技术与数字信号处理的性能。设计师成功地设计出56800E。56F8300产品将56800E与飞思卡尔的闪存技术相结合，并达到客户期望的高度集成。因此，56F8300系列产品可提供：

DSP的信号处理功能

便于16位MCU的编程

16位代码密度的32位性能

结论

随着56F8300系列的推出，飞思卡尔为基于闪存的产品提供了全新级别的性能和集成。56F8300系列为现有的8/16位MCU设备和56F80xx用户提供了一条迁移路径，以增强它们的功能和特性。56F8300系列增强的功能、存储和特性开阔了开发者的视野，能开发出更多新产品。