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由于传统8051微控制器的速度低、功耗大、功能少等等劣势,其发展面临着巨大的挑战。但8051微控制器具有强大的生命力和市场前景。
未来高性能8051微控制器发展方向是:更快的速度;更强的功能;更低的功耗;更低的成本;更高的安全性能。
实现高性能的8051微控制器的设计,涉及到CPU构架、外围设备功能、存储器性能和配置、低功耗、低成本、安全性、可测性等很多方面。本文研究的内容主要包括以下几个内容:
1.对8051CPUCORE结构进行优化。8051采用新的指令流水;对每条8051指令执行流程进行分析并进行优化;采用存储器加速模块对程序和数据进行快速访问;并且采用了双独立FLASH的结构。
2.由于微控制器用于各个方面,有些用户对于程序的保密要求非常高。微控制器还使用了一整套加密方案,利用加密锁来设置安全等级,对程序和数据进行了有效的保护;为了防止有人用差分功耗分析(DPADifferentialPowerAnalysis)技术,来破解程序或一些加密数据,本文研究了防DPA的一些技术手段。
3.高性能的8051微控制器当然应该是尽可能的降低成本。由于微控制器中存储器越来越大,尤其是既能作为程序存储器又能作为数据存储器的FLASH。本文研究了一种能有效减小FLASH面积的方法。