16- bitars prestanda till 8-bitars priser

Med hjälp av speciella instruktionsuppsättningar och interna 16- bitarsbussar kan man få styrkretsar med 8-bitars arkitektur att nå 16-bitars prestanda.

Flera tillverkare utnyttjar denna teknik för att slå sig in på 16- bitarsmarknaden.

Styrkretsar - microcontrollers - på 8-bitar ser ut att få en fortsatt lysande framtid. Ett skäl är att 8-bitarna idag kan ersätta 16-bitarskretsar i vissa tillämpningar. Det gäller framför allt då data måste bearbetas i realtid, något som med fördel görs med 16 bitars noggrannhet utan att tillämpningen för den skull kräver 16-bitarskretsarnas beräkningskraft. Ungefär 20 procent av 8- bitarsmarknaden kan hänföras till dessa så kallade 8/16-bitarskretsar.

SGS-Thomsons nya 8-bitars styrkretsfamiljen, ST9+, är speciellt utvecklad för just realtidstillämpningar. Kärnan har en registerbaserad arkitektur, med 8- bitars intern buss och dito register. Kretsen kan däremot exekvera 16-bitars instruktioner och internklockan är snabb, 25 MHz.

Kretsens styrka är en mycket kraftfull avbrottshanterare. Det finns en separat 6-bitars internbuss för avbrottshantering och arkitekturens struktur, med 224 generella register, gör det enkelt att behålla kärnans status efter avbrottet.

Familjen ST9+ innehåller redan två styrkretsar, ST90135 och ST90158. De finns med 16, 24, 32, 48 eller 64 kbit ROM eller EPROM inbyggt, och kan dessutom kompletteras med engångsprogrammerbart minne med motsvarande RAM.

Vidare finns periferifunktioner som en 8-kanalers AD-omvandlare om 8-bitar, två eller tre timrar samt en vakthundsfunktion.

I framtiden kommer fler periferifunktioner att välja mellan, bland annat USB- gränssnitt och inbyggt flashminne.

Priset talar för 8 bitar

- Priset på ST9-kretsen kommer att ligga mellan tre och fem dollar. Det är mycket prisvärt om man jämför med motsvarande 16-bitars styrkrets, som kostar mellan fem och tjugo dollar, säger Kevin Barnett från SGS-Thomsons kontor i Sverige.

- ST9 är tänkt att användas när kretsen måste ge en snabb respons i realtid, samtidigt som den utför sina normala uppgifter. Ett exempel är som styrkrets för krockkuddar i bilar, berättar Barnett.

Intel och Philips är två företag som också ligger långt framme med 8/16-bitars styrkretsar. Intel har redan utökat sin 8-bitars styrkretsfamilj med 80C151 och 80C251.

80C151 har en ackumulatorbaserad arkitektur medan 80C251 har en ny registerbaserad arkitektur. Båda behåller 8-bitars

ALU-enheter men har 16-bitars instruktionsbussar och en trestegspipeline så att de nu optimalt kan utföra en instruktion per två klockcykler. 80C251 har ett antal nya 16-bitars instruktionsuppsättningar.

Styrkretsboom

Philips 8/16-bitars styrkretsar däremot har en riktig 16-bitars registerbaserad arkitektur. Philips XA-arkitektur utgår från Philips beprövade 8-bitarskrets, 80C51. Den nya kretsen stöder både 8-bitars och de nya 16-bitars instruktionsuppsättningarna. Kunder som redan har investerat i 80C51 behöver därför bara kompilera om koden för användning.

Att 8-bitarskretsarna i allt högre grad tar sig in på 16-bitarsmarknaden förklarar inte helt deras förutspådda tillväxt.

- År 2002 kommer marknaden för 8-bitars styrkretsar att vara värd nästan 11 miljarder dollar, en ökning med 6 miljarder dollar jämfört med idag, säger Gary McDonagh, ansvarig för 8-bitars styrkretsar på SGS-Thomson, till Elektroniktidningen.

Största delen av 8-bitarsmarknaden tillhör så kallade "middle-range" styrkretsar, som finns i till exempel tvättmaskiner, kylskåp och mikrovågsugnar. Mängden styrkretsar för hemmabruk kommer att öka radikalt i framtiden.

Förfinade tillverkningsprocesser för 8-bitarskretsar gör att priset idag är så lågt att de också konkurrerar med 4-bitars styrkretsar. Marknaden för 4-bitars kretsar har stått stilla i flera år och enligt SGS-Thomson kommer den att minska ytterligare i framtiden.

Susan Kelly