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Picoblaze: Microcontrolador Embebido de 8 bits




Enviado por Pablo Turmero



Partes: 1, 2


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    Picoblaze
    Es un microcontrolador de 8 bits, muy simple, orientado
    inicialmente para FPGAs de la familia Spartan 3
    Está optimizado para este tipo de FPGAs.
    Se puede conseguir como softcore, provisto por Xilinx
    Una de sus características principales es que ocupa muy
    pocos recursos (5% en las 3S200 y menos del 0,3% en las
    3S5000)

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    Picoblaze
    FSMD (Finite State Machine with Data Path)

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    FSMD (Finite State Machine with Data Path)

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    FSMD (Finite State Machine with Data Path)

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    Picoblaze
    Bloque Picoblaze y su memoria de instrucciones

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    Picoblaze
    Características

    Tamaño de programa
    Utiliza un solo bloque de memoria que puede alojar 1024
    instrucciones de 18 bits (direcciones de 10 bits)

    Registros
    Cuenta con 16 registros de propósito general de 8 bits, especificados como
    ‘s0’ .. ‘sF’.
    En el código assembly se pueden renombrar.
    Las operaciones pueden trabajar indistintamente con cada uno de los 16
    registros.
    No existen registro reservados para ninguna tares en especial
    No cuenta con un acumulador, ya que cualquier registro puede cumplir con
    esa función.

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    Picoblaze
    Características

    ALU
    Todas las operaciones son realizadas con un operando almacenado en un
    registro. El resultado es volcado en el mismo registro
    Para operaciones que necesiten dos operandos los mismos pueden ser
    especificados a través de un segundo registro o de una constante de 8 bits
    Las operaciones de suma/resta tienen la opción de incluir el flag de carry como entrada
    Las operaciones COMPARE y TEST permiten verificar el contenido de los registros sin alterarlos
    También incluye las operaciones LOAD, AND, OR, XOR, SHIFT y ROTATE

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    Características

    Flags y Control del flujo del programa
    El resultado de la ALU determina el valor de los flags de carry y cero
    El flag de carry se pone en ‘1’ cuando existe un overflow en una operación
    aritmética. También se usa para capturar el bit desplazado en las operaciones
    de desplazamiento y rotación
    En la operación TEST el flag de carry indica si el contenido de un registro
    tiene paridad impar
    Los flags pueden ser utilizados para controlar la secuencia de ejecución de un
    programa por medio de instrucciones de control de flujo condicionales o
    incondicionales

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    Picoblaze
    Características

    Reset
    El reset fuerza al procesador a pasar al estado inicial. El programa
    se ejecutará desde la posición 0 y las interrupciones serán deshabilitadas
    Los flags de estado serán reseteados, como así también la pila asociada a las
    instrucciones CALL/RETURN.
    El contenido de los registros no se altera

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    Picoblaze
    Características

    Entrada / Salida
    Posee 256 puertos de entrada y 256 puertos de salida
    Para acceder a un puerto se debe fijar el valor de una dirección de
    8 bits especificada por PORT_ID. Esta dirección puede ser
    especificada como un valor absoluto o, de manera indirecta, por
    medio del contenido de un registro
    La operación de entrada INPUT transfiere el valor existente en el
    puerto de entrada a uno de los 16 registros
    Una operación de entrada se indica a través de un pulso de la
    señal READ_STROBE. Esta señal indica que el procesador adquirió
    correctamente el dato
    La operación de salida OUTPUT transfiere el valor existente en uno
    de los 16 registros al puerto de salida
    Una operación de salida se indica a través de un pulso de la señal
    WRITE_STROBE. Usualmente, esta señal es utilizada como un
    habilitador de clock o de escritura

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    Características

    Memoria Scratch Pad
    Es una memoria interna de propósito general de 64 bytes
    Con la instrucción STROE se puede cargar en cualquiera de sus 64
    posiciones el valor de cualquiera de los 16 registros
    Con la instrucción FETCH se puede escribir en cualquiera de los 16
    registros el valor almacenado en cualquiera de las 64 direcciones
    La dirección de 6 bits puede ser especificada por un valor absoluto
    o, de manera indirecta, por el valor contenido en un registro. En
    este último caso sólo se tienen en cuenta los 6 bits menos significativos
    Interrupción
    Existe una única señal de entrada de interrupción
    Por defecto las interrupciones están deshabilitadas (enmascaradas).
    Desde el programa pueden ser habilitadas y deshabilitadas

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    Picoblaze
    Características

    Número de ciclos constante
    Todas las instrucciones bajo todas las condiciones se ejecutan en
    dos ciclos de reloj
    Esta caracterísitca (tasa de ejecución constante) es muy importante
    al momento del cálculo del tiempo de ejecución de un programa,
    particularmente cuando el procesador se encuentra embebido en un
    escenario de tiempo real
    Interrupción
    Existe una única señal de entrada de interrupción
    Por defecto las interrupciones están deshabilitadas (enmascaradas).
    Desde el programa pueden ser habilitadas y deshabilitadas

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    Picoblaze
    Diagrama en bloques

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    Picoblaze
    Movimiento de los datos

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    Operaciones de entrada: Lógica de la interfaz

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    Picoblaze
    Operaciones de entrada: Lógica de la interfaz

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