本文針對低成本嵌入式應(yīng)用設(shè)計實現(xiàn)了一個介于微控制器(MCU)與數(shù)字信號處理器
(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，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
理器的開發(fā)轉(zhuǎn)移至嵌入式應(yīng)用，硬件設(shè)計者關(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，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，如目前常見的32 位微處理器，以32 位長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，目前常見的方法是在系統(tǒng)中搭配使用DSP 來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)計的嵌入式產(chǎn)品中所要強(qiáng)調(diào)的低成本特性，實行多媒體擴(kuò)展架構(gòu)是提升性能的一個適宜選擇，但目前多數(shù)的多媒體擴(kuò)展架構(gòu)并不是針對嵌入式應(yīng)用來作為主要的設(shè)計考慮，以ARM 嵌入式微處理器來說，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)品一個很合適的解決方案。因此在設(shè)計中以 PIC16C 微控制器為主要參考架構(gòu)，提出一個具多媒體功能的微控制器核心。