本文主要介紹全新的微控制器核-MAXQ架構(gòu)的獨特優(yōu)勢和資源與技術(shù)分折，同時也和常規(guī)微控制器作比較，從而開拓出MAXQ架構(gòu)應(yīng)用前景。
眾所周知，當(dāng)今從事微控制器系統(tǒng)設(shè)計者為項目開發(fā)時應(yīng)首先選擇一款微控制器，其選擇有方方面面的考慮，即可選擇8位、16位、RISC(精簡指令集電腦/運算)、CISC(復(fù)雜指令集運算)、或其他介于其間的微控制器。在選樣過程中，需要考慮許多衡量標(biāo)準(zhǔn)，這已經(jīng)成為了—種規(guī)則。這些衡量標(biāo)準(zhǔn)包括價格、性能，功耗、代碼密度、開發(fā)時間、及至未來升級的可能性等等。對一項標(biāo)準(zhǔn)的苛刻要求通常會影響到其他方面的選樣，這就使選擇更為復(fù)雜。某個因素在一種應(yīng)用中至關(guān)重要，而在另一種應(yīng)用中可能就不那么重要了。因此，沒有一款微控制器可以做到完美地適用于所有項目。不過，一款現(xiàn)代的微控制器要想獲得成功，就必須在許多目標(biāo)領(lǐng)域里表現(xiàn)優(yōu)越。

倍受關(guān)注的全新微控制器核
為了滿足需要，模擬芯片制造商Maxim Integrated Products與業(yè)界的高性能微控制器供應(yīng)商Dallas Semiconducmr聯(lián)合開發(fā)，可以將高級模擬功能與前沿微控制器整合在一起。這種合作的結(jié)晶之一便是MAXQ RISC架構(gòu)，一種全新的微控制器核，結(jié)合了高性能和低功耗，以及多種復(fù)雜的模擬功能，為從事系統(tǒng)開發(fā)者創(chuàng)造了一種比較理想的選擇機合。

然而將復(fù)雜的模擬電路與高性能數(shù)字模塊集成在一起時，工作環(huán)境必須盡可能安靜和低噪。然而，微控制器核的數(shù)字電路中出現(xiàn)的時鐘和開關(guān)會產(chǎn)生噪聲并對敏感的模擬電路產(chǎn)生部分影響。這正是混合信號設(shè)計者所要面臨的困難：既要贏得微控制器的高性能，又要將可能影響敏感的模擬電路的時鐘噪聲減至最小。

為此，MAXQ架構(gòu)通過智能化的時鐘管理與運用降低了噪聲。這意味著MAXQ核在任意時刻只向那些需要使用時鐘的電路提供時鐘，這樣既降低了功耗，又為模擬電路的整合提供了—個最優(yōu)的安靜環(huán)境。另外，MAXQ架構(gòu)在每個鐘周期都執(zhí)行許多功能，使其性能得以最大化。值此，本文將縱觀MAXQ RISC架構(gòu)并著重介紹其極具競爭性的獨特優(yōu)勢。

不浪費任何時鐘周期
MAXQ架構(gòu)的設(shè)計目標(biāo)之一是贏得更高的性能——功耗比。高效率設(shè)計的第一要素是最大限度地利用時鐘周期來執(zhí)行用戶代碼。
執(zhí)行單周期指令是MAXQ獲得高時鐘利用率最基本的方法。執(zhí)行單周期指令可以使最終用戶受益，這是因為增加指令帶寬可以獲得更高的性能，并且由于可以降低時鐘頻率，使得降低功耗成為可能。除了長跳轉(zhuǎn)／長調(diào)用指令以及某些擴展寄存器訪問以外，所有MAXQ指令都在單個時鐘周期中執(zhí)行。盡管許多RISC微控制器都宣稱支持單周期指令，不過通常只限于指令集的一小部分指令或?qū)ぶ贩绞�。而對MAXQ架構(gòu)來說，單周期指令已成為規(guī)范。

其次，MAXQ架構(gòu)實現(xiàn)了更高的時鐘周期利用率，是因為它不借助指令流水線(常見于許多RISC微控制器中)實現(xiàn)單周期操作。MAXQ指令的解碼與執(zhí)行硬件極其簡單(并且速度極快)，以至于這些操作可以與程序取指在同一時鐘周期內(nèi)完成，并且對最大工作頻率的影響很小。為了解釋省去指令流水線的好處，可以一個普通的從流水線中執(zhí)行指令的RISC CPU為例。當(dāng)出現(xiàn)程序分支時，CPU需要花費一個或更多時鐘周期(取決于流水線深度)來將取指操作轉(zhuǎn)移到目標(biāo)分支地址，并丟棄已取得的指令。顯然，與直接執(zhí)行指令相比，使用時鐘周期來丟棄指令是不希望出現(xiàn)的浪費，因為這樣降低了性能并增加了功耗。此類普通架構(gòu)雖然用戶是不歡迎的，但此CPU盜竊時鐘去重裝載流水線卻是這種普通架構(gòu)的必然后果，是無法避免的。而MAXQ架構(gòu)區(qū)別其他8位、16位RISC微控制器的特點之一就是無須借助指令流水線實現(xiàn)單周期指令的執(zhí)行(也就沒有與之相伴的時鐘周期浪費)。

獨特的MAXQ指令字
MAXQ指令字非常獨特，因為只有一條傳統(tǒng)意義上的指令，即“MOVE”指令。“MOVE”指令的源和目的操作數(shù)是生成指令、存儲器訪問以及觸發(fā)硬件操作的基礎(chǔ)。將16位MAXQ指令分解后，得到的只有兩部分:7位目的減，以及帶有1位源格式位的8位源減。當(dāng)源格式位編碼為0時，表示以立即數(shù)或文本字節(jié)(即#00h-#FFh)作為源操作數(shù)。在單個指令字中對于立即數(shù)源的無限支持則對寄存器的初始化例程和ALU操作非常有價值。非文本源和目的操作數(shù)又細分為更小的組或模塊。
所有機器指令都歸納為用于傳送操作的源和目的操作數(shù)。這些操作數(shù)被用來選擇物理MAXQ設(shè)備寄存器。這種類型的傳送是最基礎(chǔ)且很容易想象的。不過，在MAXQ機器中，源和目的操作數(shù)并不一定與物理寄存器相關(guān)。

MAXQ架構(gòu)使用這種相同的源到目的傳送句法執(zhí)行間接存儲器訪問。特定的目的和／或源編碼被識別為物理存儲器(例如堆棧、累加器硨列和數(shù)據(jù)存儲等)的間接訪問入口。這些間接存儲器訪問入口使用物理指針寄存器來定義待訪問的存儲器地址。例如，間接訪問數(shù)據(jù)存儲器的方法之一就是使用“@DP[0]”操作數(shù)。以這種操作數(shù)分別作為源或目的，便可觸發(fā)對于數(shù)據(jù)存儲器的間接讀或?qū)懺L問，存儲器由數(shù)據(jù)指