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嵌入式系统论文
适应实时多任务的微控制器高效指令支持
摘要：开发高效的实时多任务微控制器系统，除了采用高速器件之外，适当的指令支持
能简化控制结构，减少程序代码，增强实时响应能力。本文提出了一些适应实时多任务
的微控制器高效指令功能设计。
关键词：微控制器 实时多任务 指令
微控制器系统即国内通常所称的单片机系统，主要用于物理设备的接口和直接控制。
虽然控制逻辑相对微处理机系统而言比较简单，但由于多数情况下需要实时响应，而且
经常要同时处理多个对象的协同工作，因此，不仅对程序的运行效率有较高的要求，还
要求微控制器具备较强的多任务处理能力。另一方面，由于量大面广，以及具体应用条
件的限制，希望微控制器的成本要低；而这又只有在微控制器的硬件结构相对简单的前
提下才能实现，这就限制了微控制器的指令、程序代码空间以及数据存储容量。在这样
的局面中，想要实现较高的运行效率，就只有加强微控制器指令的功能和灵活性。
至今，绝大多数微控制器程序的编制仍使用汇编语言，其优缺点已众所周知。随着硬
件技术的发展，器件的性能价格比显著提高，各种面向嵌入式应用的微控制器系统模块
向商品化发展。微控制器系统的成本中，软件比例不断增加，使用高级语言编制微控制
器应用系统的软件是必然的趋势；而且微控制器中能进行算术运行和逻辑运算的运算器
结构、可以直接与数据总线交换数据并进行关系运算的单元个数、间址访问的能力等因
素，将直接影响高级语言生成机器代码的难易程度。为完成某一运算，不能只计算运算
本身所需的时间，还要考虑建立本处理环境所需的时间、取运算对象与保存运算结果的
辅助操作时间、以及所占用的指令空间。简言之，要考虑所有影响6代码效率和运行效率
的因素。
转移控制指令是直接影响程序运行的，但其前提是状态检测或者关系运算的结果；而
状态检测需要位寻址能力的支持，关系运算又必须访问两个对象
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