Med moderna arkitekturer får styrkretsar på 8-bitar ett rejält prestandalyft. Många 8-bitare får också inbyggt flashminne samt nya periferifunktioner.

Det är därför inte konstigt att 8-bitaren fortsätter vara ledare bland styrkretsar och att marknaden växer.


Ökat intresse för 8-bitars styrkretsar var kanske inte vad man hade väntat sig på årets Embedded Systems Conference, ESC, i San José. Men trots att 16-bitars och 32-bitars styrkretsar oftare står i rampljuset fortsätter 8-bitarskretsarna att vara marknadens mest populära.

En anledning är de nya 8-bitarsarkitekturerna som ger höga prestanda. Traditionellt presterar de flesta 8-bitare runt 1 Mips (miljoner instruktioner per sekund) men på ESC visades en helt ny snabbare klass 8-bitare.



Riscliknande ger 100 Mips


Mest intressant var Scenix Semiconductors nylanserade 100 Mips styrkrets med inbyggt flashminne. Företagets SX-serie bygger på en riscliknande instruktionsuppsättning och en 4-stegs pipeline som exekverar en instruktion per klockcykel.

Snabbheten beror också på en effektiv avbrottshantering - SX-kretsarna har en avbrottsrespons på 30 ns (tre klockcykler).

- Det gör att processorn klarar att utföra en del funktioner i programvara, så kallade "virtual peripherals", som exempelvis AD-omvandlare eller Uart, berättar Scenix marknadschef Stephan Thaler.

Företagets patenterade flashminne med en åtkomsttid på 10 ns är skräddarsydd för 100 MHz klockfrekvens.

En annan snabb styrkrets kommer från franska Dolphin Integrations. Företagets Risc805X är en syntetiserbar IP-kärna med en prestanda på nästan 1 Mips per MHz.

I en 0,5 μm process kan processorn klockas med 70 MHz och presterar då minst 50 Mips.

Risc805X kan exekvera en instruktion i en klockcykel. Förutom 4 Mbyte minne har kretsen åtta extra pekarregister för externt minne.

Även andra moderna 8-bitars arkitekturer som Hitachis 10 Mips H8 och Atmels AVR minskar antalet klockcykler per instruktion. AVR är en riscarkitektur med vissa cisc-liknande instruktioner. Den har kompaktkod, och endast en klockcykel per instruktion. AB Semicon i England har en 10 Mips 8-bitare som är kodkompatibel med Zilogs Z80 och Hitachis HD64180.



Flash allt vanligare


Gamla 8-bitars arkitekturer visade sig också på konferensen, allt oftare utrustade med flashminne. Bland annat presenterade Motorola, Microchip och Mitsubishi nya sådana styrkretsar.

Flashminnet i en styrkrets kräver oftast lika mycket chipsarea som engångsprogrammerbart minne, OTP. Flashprocessen är däremot svårare, vilket gör flash dyrare än OTP. Men klyftan har minskat.

Det finns skilda filosofier bakom programmerbarheten av dessa styrkretsar. En del kan programmeras genom en seriekanal, och kallas då för "In-system programmable". Det finns även kretsar som kan utföra mjukvarubaserad självprogrammering. Programmering sker med en minnesdel, samtidigt som koden exekveras. Detta kallas för "In-operation" programmering.

Philips nylanserade 8-bitars styrkrets, 89C51RX+, har till exempel 64 Kbytes flashminne som kan programmeras via en stor Uart.

En annan intressant trend för 8-bitars styrkretsar är att fler och fler kretsar innehåller nya periferifunktioner. AD- och DA-omvandlare, realtidsklocka, faslåst slinga och operationsförstärkare är bland de vanligaste. Analoga delar kräver dock analoga kunskaper, och därför har även företag som Analog Devices börjat med 8-bitars styrkretsar. Susan Kelly

www.scenix.com

www.dolphin.fr

www.ab-semicon.com



Fynda bland billiga 8-bitare


Sjunkande priser är en annan drivkraft bakom den ökande populariteten för 8- bitars styrkretsar. För runt 4 kronor får man nu en 8-bitare med engångsprogrammerbart minne, OTP, samt blandade periferifunktioner.

I början på året presenterade Motorola en 8-bitars styrkrets ´HC05 med den då rekordlåga prislappen 50 cent, vilket motsvarar ungefär 4 kronor.

Microchip, vars styrka ligger i Pic-kretsarna, följde snart efter med PIC16505, en krets som kostade 49 cent. Ännu billigare är Zilogs nylanserade 39 cents Z8E00.

Kretsarna från Microchip och Motorola erbjuder OTP, 8-bitars timer, vakthundstimer och 4 MHz inbyggd oscillator. En skillnad är dock att Microchips styrkrets har en lägre arbetsspänning på 2,5 Volt.

Zilogs styrkrets har ungefär samma periferifunktioner men mindre OTP. Den saknar inbyggd oscillator vilket kan göra kretsen dyrare i längden.

Dessa fynd-8-bitare kan nu konkurrera prismässigt med 4-bitars styrkretsar. Priset gör också att man kan välja flera styrkretsar till en tillämpning. En billig 8-bitare kan tänkas användas till exempel för att eliminera avbrott från en större processor.

SK