當談到32 位微控制器時，基于ARM 的產品已經占據重要地位。那么，這會是故事的全部嗎？不見得，行業內最重要的公司之一，Microchip Technology，正全力推動其基于MIPS 架構的芯片。他們最新推出的產品在提醒我們，成功的嵌入式設計需要指令集之外的諸多因素。

　　在計算機歷史上，從實驗室走出過多少種不同的指令集架構？可能曾經有數百種架構取得過一些商業上的成功；如果算上諸多博士論文中出現過的，數目可能會多達幾千種。拿流行時尚做比喻，計算機體系結構發展就好似女生裙擺的高度一般，經常來回變化。

　　曾經有一段時間它非常要緊—— 比如在匯編語言編程的時期。至于兼容性，至少在表面上它依舊是件重要的事情，特別是在電腦或視頻游戲方面（例如，有一些需要執行以前的二進制文件）。但實際上，嚴格的目標代碼兼容性對多數嵌入式設計來說已經不再是一個大問題。更多的問題是關于工具鏈的兼容性和代碼模塊的可用性，指令集本身已經不是問題之一。

　　隨著芯片不斷地集成系統功能，設計人員需要的是一個擁有全部所需存儲器、外設和膠合邏輯的芯片。并且這個芯片必須省電、有良好的工具和支持，以及合適的價格。

　　這并不是說在特定的應用當中，體系結構并沒有優劣之分。事實上，這個問題很有趣，看看那些當初為“計算機”設計的架構—— 如ARM 和MIPS，不斷下沉，以更好地適應嵌入式“控制器”應用的需求。這些“計算機”架構最后都終于認識到要在嵌入式應用里面解決諸如代碼密度、低功耗、快速并確定的中斷響應等問題。

　　認識 PIC32

　　在 MCU 領域的競爭里，無疑MIPS 是在追趕ARM。但是，擁有像Microchip 這樣的重量級選手支持，差距正在縮小。看看新的PIC32 5XX/6XX/7xx 系列產品，高度集成了以太網、USB 和CAN 應用。

　　我在以前的文章中（“MIPS for the Masses”，Circuit cellar 216 期，2008）介紹過PIC32的內核。擁有5 級流水線，性能相對較高（比如與ARM Cortex - M3 相比）。不過，這只是處理器內核級別的性能差異。比如Microchip PIC32 的性能為1.5 DMIPS / MHz，而Cortex - M3是1.25 DMIPS / MHz 的。在實際中，32 位微控制器的flash 存儲器訪問時間是性能瓶頸。如以80MHz 運行的PIC32 可能需要2 個等待周期。通常采用寬總線（128 位）、高速緩存和預取等技術來減輕flash 訪問的瓶頸問題。

　　或者，可以使用片內的RAM來達到0 等待周期。’5xx 系列包含64KB 的RAM，’6xx’和7xx 系列中的部分型號有多達128KB 的RAM。不過要記住，代碼和數據訪問之間的爭搶可能導致一些延遲。此外,256KB 或512KB 的flash 空間足夠用來放置你的代碼（加上額外12 KB 的啟動代碼空間）。

　　外設方面，這些新產品提供了完整的I/O（見圖1）。‘5xx/6xx/7xx 編號代表了大的接口功能：USB、CAN 和以太網。‘5xx 系列包含一個USB 2.0 和一個CAN（2.0b）模塊；‘6xx系列包含USB 模塊與一個10/100 以太網MAC。而‘7xx 系列集成了所有這些，包含USB、以太網和兩個CAN 模塊。

　　圖1：憑借豐富的I/O（USB、以太網、CAN等），PIC32成為Microchip和MIPS在MCU戰場上的有力武器

　　普通I/O 方面，這些產品遵循了不同應用需求的趨勢。我們看到5 個16 位計數器/定時器，其中任何兩對可以組合成為32 位單元。由于封裝尺寸（有64 腳和100 腳可選)和引腳復用的限制,你能得到最多六個UART、四個SPI 以及五個I2C 接口。在模擬方面，有一個16通道多路復用器連接一個10 位1 MSPS 的ADC 和兩個模擬比較器。除了這些MCU 能力，另外還有8/16 位數據總線和16 位地址總線擴展功能，外加兩個片選。所有的數據流可以通過8個通用DMA通道控制，輔以4個專用DMA通道('5XX 和'6XX 系列)或8個專用DMA通道('7XX 系列)。

　　源自上世紀80 年代的MIPS 是RISC 方面“精簡”特性的杰出代表。當響應中斷時，它們可以要對PC 和狀態寄存器壓棧，不然的話就轉由軟件去處理。對這種極端簡約存在一些爭議，可能少了一些有用的東西。考慮到這一點，PIC32 系列包括一個全功能優先級/向量可編程的中斷控制器；以及一組替代寄存器組用于快速中斷響應和上下文切換。