Швейцарская фирма Xemics в 1996 году разработала RISC-ядро под названием CoolRISC, ставшее основой для производства 8-разрядных микроконтроллеров семейства XE8000 с уникально низким энергопотреблением.

Построенное на базе гарвардской архитектуры с раздельной памятью программ и данных CoolRISC-ядро этих микроконтроллеров имеет 35 команд 22-битного формата, выполняемых за один машинный такт, включая команды перехода, умножения и инструкции с адресацией регистр-память. Встроенный в АЛУ аппаратный 8x8-битовый умножитель позволяет выполнять операции знакового и беззнакового умножения. CoolRISC-процессор имеет четыре 8-разрядных рабочих регистра, четыре 16-разрядных индексных регистра и регистр-аккумулятор, используемый для запоминания результата выполняемой в АЛУ операции.

Кроме стандартных режимов снижения энергопотребления Sleep и Power Down, интересной особенностью данных микроконтроллеров является возможность управлять энергопотреблением за счет программного включения/выключения любого периферийного устройства, а также программной установки делителя тактовой частоты.

Некоторые модели микроконтроллеров имеют встроенные АЦП и ЦАП. Аналоговый мультиплексор на входе АЦП обеспечивает коммутацию 4-х дифференциальных сигналов либо 7 отдельных и одного референтного. Встроенный аналоговый усилитель, следующий за мультиплексором, имеет схему компенсации напряжения смещения и программируемый коэффициент усиления 0,5–1000.

Фирмой Xemics предлагается стандартный набор для разработки и отладки систем на базе микроконтроллеров XE8000: ассемблер, ANSI С-компилятор, программная среда CoolRISC Software DE для отладки и программной симуляции. Доступны также внутрисхемный эмулятор, программатор и стартовые наборы.

Ниже приведены данные по этому семейству из фирменного пресс-релиза.

Ultra Low-Power, Low-Voltage Mixed-Signal Microcontroller XE8000 series

General Description

XE8000 is a series of high performance, ultra low-power, low-voltage 8-bit MTP/ROM-based CMOS microcontrollers, some with advanced analog features. It is built around a high efficiency 8-bit RISC architecture. All instructions, including 8x8 bit multiplications, are executed in exactly 1 clock cycle (4 MHz clock и 4 MIPS). In comparison with other market competitors of the XE8000 series, it is more energy efficient by orders of magnitude.

Applications

Portable, battery operated instruments
RF powered instruments
Battery capacity monitoring
Motor control
Low-power data loggers
Bar code readers
Home automation
4-20 mA loop
Sensor interfacing

Functional description

The different functional blocks are connected to a common databus. The heart of the controller is a high efficiency RISC 8-bit core. The reset and oscillators are controlled by a system block that contains the watchdog and the prescaler to program the operating frequency. Three programmable I/O ports are available for external communication, interrupt and event catching or supplying the internal clock. Four 8-bit cascadable counters can be operated in PWM, capture or compare mode.

Other Peripherals:

Multiple Time Programmable (MTP) memory
UART (300 – 38400 bauds)
32 KHz Xtal oscillator
RC oscillator: 100 kHz - 4 MHz; 2% software trimming
Prescaler of 20 bits
19 interrupt sources (8 external)
Up to 24 I/O pins individually controllable
Analog switches matrix on 8 I/O pins
Reset with input combination on I/O pins
4 cascadable 8 bit up-down counters with PWM, capture and compare
Voltage Level Detection with programmable detection level
16 + 6 bits ADC
8 bits and 16 bits DACs

Sleep modes:

Each block can be individually stopped. Xtal oscillator and prescaler can work with 1 uA and generate 1 Hz interrupts while the CPU is stopped for ultra low-power operation.

Key product Features

Low-voltage, down to 1.2 V
Low-power operation: <300 uA @ 1 MHz (MTP memory) <10 uA @ 32 kHz <1 uA, standby mode (Xtal clock on)
16 + 6 bits zooming ADC, 16 bits DAC
<100 nA, sleep mode
8-bit RISC architecture
8 kWords ROM or MTP ( = 22 kBytes)
512 bytes RAM

Ordering Information

Samples available: Q1 2000 (XE88LC05 samples available now)

Nomenclature: XE88LCvvxyzzz

x - program memory
- R: ROM
- M: MTP
y - temperature code:
- I: -40 to 85 °C
- E: -40 to 125 °C
zzz - device and package code:
- 000: bare die
- 012: SO20
- 015: SO28
- 026: TQFP32
- 027: TQFP44
- 028: TQFP64

Electrical Characteristics

Temperature -40 °C - 85 °C
Voltage (XE88LC03R) 1.2 V – 5.5 V
Voltage (other devices) 2.4 V – 5.5 V

CPU:

The XE8000 series uses the CoolRISC™ processor core with separate 22-bit instruction bus and 8-bit data bus. Its 3-stage pipeline allows execution of all instructions (including branches) in one clock cycle. The rich instruction set (35 generic instructions) includes powerful multiplication instructions (8x8 bits in one cycle). Data can be accessed through 8 different addressing modes.

Complete development environment

A complete development environment based on the standard GNU tools is provided. It includes an assembler, a C-compiler (ANSI compatible), a source level debugger, a simulator and a hardware emulator, as well as a graphical interface and project management tools.

Model
(old name)

Supply Voltage

Memory

Peripherials

Package

Avalilability

Program
(kB)

Program
(kW)

Data
(B)

Xtal

UART

PIO

Voltage
level

WDT

Counter

PWM

Buffered
DAC

Zooming
ADC

LCD
driver

XE88LC01
(XE8801)

2.4-5.5

512

16+ 6b

TQFP44

Q1/2000

XE88LC02

2.4-5.5

512

16+ 6b

Q4/2000

XE88LC03
(XE8301)

1.2-5.5

512

12-24

Сайт Волгоградских радиолюбителей RA4A.

ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ.

Микроконтроллеры семейства CoolRISC фирмы Xemics