从Cygnal C8051F看8位单片机发展之路

文章摘要：图2 3.4 从传统的仿真调试到基于JTAG接口的在系统调试 C8051F在8位单片机中率先配置了标准的JTAG接口（IEEE1149.1）。引入JTAG接口将使8位单片机传统的仿真调试产生彻底的变革。在上位机软件支持下，通过串行的JTAG接口直接对产品系统进行仿真调试。C8051F的JTAG接口不仅支持Flash ROM的读/写操作及非侵入式在系统调试，它的JTAG逻辑还为在系统测试提供边界扫描功能。通过边界寄存器的编程控制，可对所有器件引脚、SFR总线和I/O口弱上拉功能实现观察和控制。 3.5 从引脚复位到多源复位 在非CMOS单片机中，通常只提供引脚复位的1种方法。迄今为止的80C51

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图2

　　3.4 从传统的仿真调试到基于JTAG接口的在系统调试

　　C8051F在8位单片机中率先配置了标准的JTAG接口（IEEE1149.1）。引入JTAG接口将使8位单片机传统的仿真调试产生彻底的变革。在上位机软件支持下，通过串行的JTAG接口直接对产品系统进行仿真调试。C8051F的JTAG接口不仅支持Flash ROM的读/写操作及非侵入式在系统调试，它的JTAG逻辑还为在系统测试提供边界扫描功能。通过边界寄存器的编程控制，可对所有器件引脚、SFR总线和I/O口弱上拉功能实现观察和控制。

　　3.5 从引脚复位到多源复位

　　在非CMOS单片机中，通常只提供引脚复位的1种方法。迄今为止的80C51系列单片机仍然停留在这一水平上。为了系统的安全和CMOS单片机的功耗管理，对系统的复位功能提出了越来越高的要求。Cygnal 公司的C8051F把80C51单一的外部复位发展成多源复位，如图3所示。C8051的多复位源提供了上电复位、掉电复位、外部引脚复位、软件复位、时钟检测复位、比较器0复位、WDT复位和引脚配置复位。众多的复位源为保障系统的安全、操作的灵活性以及零功耗系统设计带来极大的好处。

图3

　　3.6 最小功耗系统的最佳支持

　　在CMOS系统中，按照CMOS电路的特点，其系统功耗WS为

　　式中：C为负载电容，V为电源电压，f为时钟频率。

　　C8051F是8位机中首先摆脱5 V供电的单片机，实现了片内模拟与数字电路的3 V供电（电压范围2.7~3.6 V），大大降低了系统功耗；完善的时钟系统可以保证系统在满足响应速度要求下，使系统的平均时钟频率最低；众多的复位源使系统在掉电方式下，可随意唤醒，从而可灵活地实现零功耗系统设计。因此，C8051F具有极佳的最小功耗系统设计环境。

C8051F虽然摆脱了5 V供电，但仍可与5 V电路方便地连接。所有I/O端口可以接收5 V逻辑电平的输入，在选择开漏加上拉电阻到5 V后，也可驱动5 V的逻辑器件。

　　4 8051内核在SoC中再做贡献

　　SoC是嵌入式应用系统的最终形态。嵌入式系统应用中除了最底层最广泛应用的单片机外，基于PLD、硬件描述语言的EDA模式，基于IP库的微电子ASIC模式等，形成了众多的SoC解决方法。无论是微电子集成，还是PLD的可编程设计，或是单片机的模拟混合集成，目的都是SoC，手段也会逐渐形成基于处理器内核加上外围IP单元的模式。作为8位经典结构的8051已开始为众多厂家承认，并广泛用于SoC的处理器内核。

　　4.1 从单片机向SoC发展的8051内核

　　单片机从单片微型计算机向微控制器（MCU）发展，体现了单片机向SoC的发展方向，按系统要求不断扩展外围功能、外围接口以及系统要求的模拟、数字混合集成。在向SoC发展过程中，许多厂家引入8051内核构

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