本文針對(duì)低成本嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)介于微控制器(MCU)與數(shù)字信號(hào)處理器
(DSP)之間的多媒體功能強(qiáng)化的微控制器架構(gòu)(ME-MCU)，它通過(guò)在8 位微控制器核心中加入32 位多媒體擴(kuò)展指令集的方式，有效的提升8 位微控制器的多媒體信號(hào)處理能力，并且保留了微控制器低成本的特性。
關(guān)鍵字：微控制器；PIC16C；多媒體
近幾年來(lái)，由于SOC 的迅速發(fā)展，大量的嵌入式電子產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的生活當(dāng)中，微處
理器的開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)移至嵌入式應(yīng)用，硬件設(shè)計(jì)者關(guān)注的不再只是CPU 的執(zhí)行性能，而是輕薄短小的電路面積以及低耗電的設(shè)計(jì)，尤其在許多低成本的電子產(chǎn)品當(dāng)中，芯片成本往往是決定產(chǎn)品成敗的關(guān)鍵因素。
在這些低成本嵌入式產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中，多媒體應(yīng)用一直扮演著極為重要的角色。然
而如果以現(xiàn)在的通用微處理器來(lái)處理這些相關(guān)多媒體的運(yùn)算，其效率并不是最佳的，如目前常見(jiàn)的32 位微處理器，以32 位長(zhǎng)的寄存器一次處理一組8 位或16 位的多媒體數(shù)據(jù)，硬件資源的使用率大幅降低，且并行度也明顯不足。為了提高通用微處理器的多媒體處理能力，目前常見(jiàn)的方法是在系統(tǒng)中搭配使用DSP 來(lái)處理大量的多媒體數(shù)據(jù)，或者是采用所謂的多媒體處理器。本文提出了一個(gè)在具有低成本特性的單芯片微控制器架構(gòu)上新增多媒體擴(kuò)展指令集，使其成為一個(gè)多媒體功能強(qiáng)化的微控制器架構(gòu)。
在微處理器的選擇過(guò)程中，主要在目前兩種比較流行的微控制器/微處理器中選擇，它
們是PIC16C 8 位微控制器以及 ARM7TDMI 32 位微處理器。由于本文所設(shè)計(jì)的嵌入式產(chǎn)品中所要強(qiáng)調(diào)的低成本特性，實(shí)行多媒體擴(kuò)展架構(gòu)是提升性能的一個(gè)適宜選擇，但目前多數(shù)的多媒體擴(kuò)展架構(gòu)并不是針對(duì)嵌入式應(yīng)用來(lái)作為主要的設(shè)計(jì)考慮，以ARM 嵌入式微處理器來(lái)說(shuō)，雖然它已提出其擴(kuò)展架構(gòu)，但仍然有許多可以改進(jìn)的空間。由于強(qiáng)調(diào)低成本，因此如果能將這些多媒體擴(kuò)展架構(gòu)融入比 ARM 更為輕薄短小的單芯片微控制器中，將是低成本嵌入式產(chǎn)品一個(gè)很合適的解決方案。因此在設(shè)計(jì)中以 PIC16C 微控制器為主要參考架構(gòu)，提出一個(gè)具多媒體功能的微控制器核心。