7. Сравнительная характеристика микроконтроллеров avr и мк51. Пути повышения быстродействия в avr-микроконтроллере.

Следующая отличительная черта AVR-МК – регистровый файл быстрого доступа. Каждый из 32-х регистров общего назначения длиной 1 байт непосредственно связан с арифметико-логическим устройством (ALU) процессора. Другими словами, в AVR-МК существует 32 регистра – аккумулятора. Это обстоятельство позволяет в сочетании с конвейерной обработкой выполнять одну операцию в ALU за один машинный цикл. Так, два операнда извлекаются из регистрового файла, выполнятся команда и результат записывается обратно в регистровый файл в течение только одного машинного цикла. Шесть из 32-х регистров файла могут использоваться как три 16-разрядных указателя адреса при косвенной адресации данных. Один из этих указателей применяется также для доступа к данным, записанным в памяти программ МК. Использование трех 16-битных указателей существенно повышает скорость пересылки данных при работе прикладной программы. Регистровый файл занимает младшие 32 байта в общем адресном пространстве RAM AVR. Такое архитектурное решение позволяет получать доступ к быстрой «регистровой» оперативной памяти МК двумя путями – непосредственной адресацией в коде команды к любой ячейке и другими способами адресации ячеек. В технической документации фирмы Atmel это полезное свойство носит название «быстрое контекстное переключение» и является еще одной отличительной особенностью архитектуры AVR, повышающей эффективность работы МК и его производительность.

По разнообразию и количеству реализованных инструкций (число команд, например, для Atmega103 равно 121) AVR больше похожи на CISC, чем на RISC процессоры. Например, у PIC-контроллеров система команд насчитывает до 75 различный инструкций, а у МС51 она составляет 111.