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更新时间：2021-06-08 00:19:31
单片机 dsPIC30F2010
2.1 内核概述
内核的指令字长为 24 位。程序计数器 （PC）为 23 位
宽，其 低有效位（LSb）始终为 0 （见第 3.1 节“程
序地址空间”）， 高有效位（MSb）在正常的程序执
行期间被忽略，某些专用指令除外。因此， PC 能够寻
址 大为 4M 指令字的用户程序空间。 使用指令预取机
制来帮助维持吞吐量。使用 DO 和 REPEAT 指令，支持
无循环计数管理开销的程序循环结构，而DO和REPEAT
这两条指令在任何时候都可被中断。
工作寄存器阵列由 16 个 16 位寄存器组成，每个寄存器
均可作为数据、地址或偏移量寄存器。 一个工作寄存器
（W15）用作中断和调用时的软件堆栈指针。
数据空间为 64KB （32K 字），被分成两块，称为 X 和
Y 数据存储空间。每个存储块有各自独立的地址发生单
元（Address Generation Unit，AGU）。大多数指令只
通过 X 存储空间 AGU 进行操作，这样对外界而言数据
空间就是单独而统一的。乘－累加（MAC）类双源操作
数 DSP 指令，通过 X 和 Y 的 AGU 进行操作，这将数
据地址空间分成两个部分 （见第 3.2 节 “数据地址空
间”）。 X 和 Y 数据空间边界视具体器件而定，用户不
能改变它们。每个数据字由 2 个字节构成，大多数指令
可以把数据当作字或字节来进行寻址。
对于存储在程序存储空间中的数据，有两种存取方法：
• 数据存储空间的高32 KB可以映射到程序空间的下
半部分 （用户空间），映射的边界可以是任何
16K 程序字边界，边界由 8 位的程序空间可视性页
（ Program Space Visibility Page， PSVPAG）寄
存器定义。这使得任何指令都能象存取数据存储空
间那样存取程序存储空间，但存取需要一个额外的
周期。此外，使用这个方法，只能存取每个指令字
的低 16 位。
• 使用任何工作寄存器，通过表读及表写指令，可以
对程序空间内的 32K 字页进行线性间接存取。表
读和表写指令能够用来存取一个指令字的全部 24
位。
X 和 Y 地址空间都支持无开销循环缓冲区（模寻址）。
模寻址的主要目的是要消除 DSP 算法的循环开销。
X AGU 还支持对目的有效地址进行位反转寻址，对于
基 -2 FFT 算法，这极大地简化了输入或输出数据的重
新排序。关于模寻址和位反转寻址的详细信息，参见第
4.0 节“地址发生器单元” 。
内核支持固有（无操作数）寻址、 相对寻址、立即数寻
址、存储器直接寻址、寄存器直接寻址、寄存器间接寻
址、寄存器偏移量寻址以及立即数偏移量寻址模式。指
令与预定义的寻址模式相关联，这取决于其功能需求。
对于大多数指令， 内核能够在每个指令周期内执行数据
（或程序数据）存储器读取、工作寄存器（数据）读取、
数据存储器写入以及程序（指令）存储器读取操作。 因此，
支持 3操作数指令，允许在单个周期内执行C = A + B 这
样的操作。
内核包含 DSP 引擎，这极大地提高了内核的运算能力
和吞吐能力。它具有一个高速 17 位× 17 位乘法器、一
个 40 位 ALU、两个 40 位饱和累加器和一个 40 位双向
桶形移位寄存器。累加器或任何工作寄存器中的数据，
可以在单个周期内右移 16 位或左移 16 位。 DSP 指令
可以无缝地与所有其他指令一起操作，且设计为能获得
佳实时性能。在把两个 W 寄存器相乘时， MAC 类指
令能够从存储器中同时取出两个操作数。为了能够同时
取数据操作数，对于 MAC 类指令，数据空间拆分为两
块，对所有其他指令数据空间则是线性的。对于 MAC类
指令，这是通过将某些工作寄存器专用于每个地址空
间，以透明而灵活的方式实现的。
内核不支持多级指令流水线。不过，为了 大限度地获
得可用的执行时间，使用了单级指令预取机制，在指令
执行的前一个周期，存取并部分译码指令。除了一些特
例外，大部分指令都在单个周期内执行。
内核具有用于陷阱和中断的向量异常处理结构，具有62
个独立的向量。异常包括 多 8 个陷阱（其中有 4 个是
保留的）和 54 个中断。根据用户指定的 1 到 7 之间的
优先级 （1 为 低优先级， 7 为 高优先级），以及预
定义的 “自然顺序”，决定每个中断的优先级。陷阱的
优先级是固定的，其优先级范围是从 8 到 15。
注： 本数据手册总结了 dsPIC30F 系列器件的功能，
但是不应把本手册当作无所不包的参考手册来
使用。有关 CPU、外设、寄存器说明和一般器件
功能的更多信息，请参阅《dsPIC30F 系列参考
手册》（DS70046E_CN）。有关器件指令集和编
程的更多信息，请参阅《16 位 MCU 和 DSC 程
序员参考手册》（DS70157E_CN）。 2011 Microchip Technology Inc. DS70118J_CN 第11 页