DSP（digital singnal processor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，源源超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是值得稱道的兩大特色。

　　X86改變了處理器的設(shè)計?，F(xiàn)在INTEL又將這一技術(shù)應(yīng)用于16位微控制器80196系列之中，并開發(fā)了新一代的單片機80296SA.它結(jié)合了80196的基本結(jié)果以及一個具有指令流水線的RISC技術(shù)，并經(jīng)過重新設(shè)計和產(chǎn)生而成。該器件在許多方面有重大改進，它在性能上更適合于嵌入式測控系統(tǒng)的應(yīng)用。

　　1 性能特點

　　80296SA是在80196結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上重新設(shè)計的，因此，它的指令系統(tǒng)與早期的MCS96系列單片機二進制代碼兼容，并在其基礎(chǔ)上有所增加。其管腳與80196NP和80196NU的管腳兼容。它的四段指令流水線能在同一時刻分別完成四條指令的取指、譯碼、讀——運行以及運行——寫操作。外部時鐘能以的內(nèi)部時鐘頻率的1/2或1/4輸入來驅(qū)動器件。當(dāng)運行頻率為50MHz時，可以通過管腳選擇25MHz或12.5MHz晶體來連接。80296SA的運行速度是標(biāo)準(zhǔn)的80196的5倍，是80196NU的2倍。

　　80296SA內(nèi)含一個512字節(jié)的內(nèi)部寄存器存儲區(qū)，分為高、低兩個區(qū)域，各占256個字節(jié)。低端的0H到17H地址區(qū)為特殊功能寄存器（SFR）。低端寄存器區(qū)可以使用指令對其直接尋址，高端寄存器區(qū)則需要使用間接尋址方式。當(dāng)然，通過使用窗口寄存器方式尋址，可將高端寄存器區(qū)映象到低端寄存器區(qū)的一些相應(yīng)位置，也可以對其直接尋址。通過改變窗口可以使設(shè)計者快捷方便地進行編程。

　　微控制器是將微型計算機的主要部分集成在一個芯片上的單芯片微型計算機。微控制器誕生于20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，其成本越來越低，而性能越來越強大，這使其應(yīng)用已經(jīng)無處不在，遍及各個領(lǐng)域。例如電機控制、條碼閱讀器／掃描器、消費類電子、游戲設(shè)備、電話、HVAC、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動化和白色家電（洗衣機、微波爐）等。

　　微控制器可從不同方面進行分類：根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度可分為8位、16位和32位機；根據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)可分為Harvard結(jié)構(gòu)和Von Neumann結(jié)構(gòu)；根據(jù)內(nèi)嵌程序存儲器的類別可分為OTP、掩膜、EPROM／EEPROM和閃存Flash；根據(jù)指令結(jié)構(gòu)又可分為CISC（Complex Instruction Set Computer）和RISC（Reduced Instruction Set Computer）微控制器。

　　窗口是80196系列特有的一項工藝。它用來擴展那些被寄存器直接尋址方式存取的寄存器的數(shù)據(jù)。直接尋址能夠使用短的、快速的指令訪問低端寄存器區(qū)。有了窗口，直接尋址也可以訪問高端寄存器和外圍接口SFR。80296SA使用80196已有的窗口選擇寄存器WSR選擇窗口，另外還增加了一個窗口選擇寄存器WSR1，這使得編程更加靈活。

　　表1 80296SA增加的指令　　

	指  令	功  能
加/ 減	ADDC	帶進位位加法
	SUBC	帶進位位減法
乘/ 累加	MAC	無符號數(shù)乘-累加
	SMAC	有符號數(shù)乘-累加
	MAXR	帶自動重定位的無符號數(shù)乘-累加
	AMACR	帶自動重定位的符號數(shù)乘-累加
	MACZ	無符號數(shù)乘-累加并清累加器
	SMACZ	符號數(shù)乘-累加并清累加器
	MACRZ	帶清累加器及帶自動重定位的無符號數(shù)乘-累加
	SMACRZ	帶清累加器及帶自動重定位的符號數(shù)乘-累加
移 動	MSAC	從累加器中移動飽和長字
	MVAC	從累加器中移動長字
重 復(fù)	RPT	無條件不可中斷重復(fù)下一條指令
	RPTxxx	有條件不可中斷重復(fù)下一條指令
	RPTI	無條件可中斷重復(fù)下一條指令
	RPTIxxx	有條件可中斷重復(fù)下一條指令
	RETI	中斷返回

　　80296SA的外圍接口包括一個事件處理陣列（EPA）（用于從事與兩個帶有4個捕捉/比較通道的定時器計數(shù)據(jù)器TIME1和TIME2相聯(lián)系的I/O功能）、三個通道PWM信號發(fā)生器（高達193kH在、一個帶有波特率發(fā)生器的SIO串行接口以及6個片選的存儲器控制器。外圍接口SFR是I/O的控制寄存器，地址在1F00H～1FFFH，可以設(shè)置為窗口。80296SA還包括一個總線出讓電路，允許一個外部器件對總線控制。另外，80296SA還有一個中斷控制器。設(shè)計者既能象早期MCS96中斷一樣編程控制，也可按中斷優(yōu)先權(quán)排列編程控制。中斷向量表分為低區(qū)（FF2000H～FF2007H）和高區(qū)（FF2030H～FF203FH）兩個區(qū)域，用來存放中斷服務(wù)程序的首地址。

　　80296SA的外部存儲器接口是由20位地址線、16位的數(shù)據(jù)總線及6個片選組成。數(shù)據(jù)總線可通過編程設(shè)置為8位/16位寬度，等待狀態(tài)為0到15。每一個片選可尋址范圍為1M字節(jié)。可以使用80196擴展的指令（如ELD，EST，EJMP，ECALL等）對大于64k的存儲空間進行操作。因此，80296SA具有6M字節(jié)連續(xù)的程序/數(shù)據(jù)存儲器。地地空間為000000H～FFFFFFH，程序代碼運行開始地址為FF2080H。

　　80296SA采用100腳QFP封裝，它的管腳與80C196NU和80C196NP管腳兼容。

　　2 數(shù)字信號處理（DSP）

　　80296SA與早期的80196系列產(chǎn)品的區(qū)別在于它更適合于數(shù)字信號處理（DSP）方面的應(yīng)用。80296SA重新設(shè)計的結(jié)構(gòu)恰好適應(yīng)了這些特性，它能很好地完成高達12.5MIPS的DSP內(nèi)部循環(huán)操作以及乘/累加（MAC）操作。80296SA有一個40位的累加器，這是80296SA特有的，可用于存放乘/累加（MAC）運算的32位結(jié)果。充分使用這些資源，再加上合適的軟件算法可以地完成DSP運算功能，使80296SA能夠快捷地查詢和修改數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)。INTEL的工程師根據(jù)DSP運算的需要為它的指令系統(tǒng)增加了17條指令，這些增加的指令的操作符及功能如表1所列，利用這些指令可以有效地支持一個40位的累加器、硬件循環(huán)控制以及80ns乘/累加的自動指針遞增/遞減。其中，乘/累加指令二進制操作代碼與乘法指令MUL、MULU相同，差別在它們目標(biāo)碼的4位。

　　3 典型應(yīng)用

　　近年來，隨著工業(yè)測控系統(tǒng)的不斷發(fā)展，越來越多的精密控制器被應(yīng)用到工業(yè)企業(yè)中以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制方式。這就需要使用高性能的單片機80296SA，圖1為一個電力系統(tǒng)監(jiān)控裝置的CPU板方框圖。片選CS0選通2片F(xiàn)LASH存儲器AMD29F040-70，尋址范圍為512k字空間，設(shè)置為一個等待狀態(tài)。起始地址F00000H用于存放用戶程序；片選CS1選通2片HM628512-50，尋址512k字空間，設(shè)置為一個等待狀態(tài)。起始地地000000H用來存放數(shù)據(jù)，如果要使數(shù)據(jù)在掉電時不丟失，可使用后備電池及切換回路為HM628512供電；如果存儲器存取時間小于35ns，則無需等待。這樣可提高主機的效率，但是器件價格將有較大提高。其他片選可用于選擇I/O及A/D口。