价格不到3元!国产“双核”51单片机—LS2051,闪亮登场!
作者:许意义 2008.6.28
一次偶然的机会,看到一款国产的“双核”51单片机—LS2051,价格不到3元!
厂商样本上介绍其指令系统与MCS-51 兼容,内部功能、引脚功能、引脚排列以及引脚的电气特性与AT89C2051 全兼
容,可直接替换AT89C2051 以及与其兼容的芯片。
LS2051 还支持独立或关联的两道程序(类拟双核)同时运行。执行第1 道程序的性能是AT89C2051 的1.27 倍,第1
道和第2 道程序同时运行时的处理能力最高可达到AT89C2051 的2.55 倍。
经向生产厂商申请了LS2051 样片和下载器,收到后烧录程序,上机试用,性能稳定,未发现不兼容现象。
产品应用成功后,怀着好奇的心理,重点研究其特有的“双核”特点,两道程序同时运行?有点不可思异。在网上搜
索后,发现这方面的资料几乎是空白,于是自己编了点应用程序,下载后测试其性能,以下是一些使用总结。
1、好多中高挡的单片机硬件自带XXX 功能,LS2051 不带这些功能,这些功能用单片机大多都能模拟,但有些功能费
时,有些功能不能分时操作,故一般单片机软件难于胜任某些功能,只能靠硬件来解决,LS2051 特有的“双核”特性,
两道程序可同时运行。各管各的,互不干涉,可用其中的一道程序来模拟某些硬件功能,有些功能只有高挡单片机才有
,如正交编码信号输入,16位ADC 模数转换等等。
2、调试时用Keil C51,但厂商未提供第二道程序使用的头文件及库函数,为方便使用,我自已编了一个。当主程序
为C语言时,头文件为ls4051.h,二道程序使用的库函数文件原型为astart_c.a51(未编译),可直接调用。当主程序
为汇编语言时,头文件为ls4051_asm.inc。
3、第二道处理引擎设置独立的ACC、B、DPTR、PSW、R0~R7 和SP 特殊功能寄存器(这些特殊功能寄存器初始化值全
部为0),但第1 道所属的通用寄存器为32 个(分为4个区域),而第2 道所属的通用寄存器为8 个(只有一个区域)
。堆栈级数为8 级硬件堆栈(SP初始化值为0),因此,在第2 道程序的设计中要考虑不能过多的压栈。
4、由于LS2051 特有的第2 道处理引擎,使芯片的中断处理比AT89C2051 更加灵活和高效。若第1 道的中断使能EA
打开,而第2 道的中断使能AEA 未打开,那么,中断由第1 道处理;若第1 道和第2 道中断使能都打开,且第2 道应用
程序未启动或没有第2 道应用程序,那么,两道都可以执行中断处理,这由硬件自动完成,不需用户考虑;若第1 道中
断使能关闭,而第2 道中断使能打开,且第2 道应用程序未启动或没有第2 道应用程序,那么,由第2 道处理引擎执行
中断处理,这由硬件自动完成,不需用户考虑。
5、第2 道程序一旦被启动,则不能被任何事件打断。
6、若同时使用两道程序(含中断程序使用第二道程序),特别要注意的是,由于二道程序处理引擎分别设置独立的
ACC、B、DPTR、PSW、R0~R7 和SP 特殊寄存器,在传递参数时,不能使用这些特殊寄存器来传递,否则结果可能为不
可预知的,应使用其他的公共资源来传递,同时要考虑使用公共资源时可能发生的冲突问题。
7、与第2 道处理引擎相关的跳转指令,指令及跳转地址必须全部为第一页(000H-0FFH),在C语言中,编译程序自
动安排程序地址,不需用户考虑。但用汇编编写程序时,可适当调整程序前后位置,满足上述要求。
8、P1 和P3 口在大于40KHz 的应用时,需在外部接4.7K 左右的上拉电阻。这是目前版本硬件上和AT89C2051 有点
区别的地方,听厂商说,下批生产时改进。
9、第2 道处理引擎增加的相关指令,为方便使用,特编写了宏定义和库函数,定义如下(第2 道指令全部以A开头)
:
在C语言中使用的宏定义和库函数
/*------------------------------------------------
与并发程序相关的子程序及宏定义
------------------------------------------------*/
sbit AEA = 0xAE; /* 第2 道中断总使能 */
void astart(void); // 启动并发程序,amain() 为并发程序(第二道程序)的入口地址
void aend(void); // 并发程序(第二道程序)结束
void anmwiat(void); // 若同步标志为0,则等待,否则清同步标志M为0,继续运行程序
void amwiat(void); // 若同步标志为1,则等待,否则置同步标志M为1,继续运行程序
void aclrm(void); // 清同步标志M为0
#define asetbm() A_M = 1; // 置同步标志M为1
在汇编语言中使用的宏定义和宏指令
sbit AEA = 0AEH ; 第2 道中断总使能
ASTART addr8 ; 启动并发程序,addr8 为并发程序(第二道程序)的入口地址。
AJNMCM addr8 ; 若同步标志为1,则清同步标志为0,PC=PC+1;否则PC= addr8。
AJMSM addr8 ; 若同步标志为0,则置同步标志为1,PC=PC+1;否则PC= addr8。
ASETBM ; 表示同步标志置1。
ACLRM ; 表示同步标志清0。
AEND ; 并发程序(第二道程序)结束。
下面为一些使用第2 道处理引擎编写的实用子程序
aie_c文件夹: 两道同时执行中断处理,C语言实例
arun_c文件夹: 同时执行两道程序,C语言实例
abs文件夹: 正交编码信号输入(4线分),混合编程实例
adc文件夹: 8位ADC模数转换,混合编程实例
adc16文件夹: 高精度16位ADC模数转换,混合编程实例
exp_io文件夹: 扩展8位输入口P4,8位输出口P5,混合编程实例
key_aio文件夹: 单根I/O口扩展多个键盘,混合编程实例
key_int文件夹: 扩展8路键盘中断,混合编程实例
wdt文件夹: 看门狗,混合编程实例
pwm_a51文件夹: 8位PWM,汇编语言实例
hpwm_a51文件夹:高精度8位PWM,汇编语言实例
点击此处下载
ourdev_331602.rar(文件大小:196K) (原文件名:LS4051.rar)
点击此处下载LS2051中文使用手册
ourdev_332563.pdf(文件大小:907K) (原文件名:LS2051使用手册.pdf)
LS2051 的生产厂商是湖南华芯公司,其他资料可到他们网站上下载,网址:
www.hochips.com
欢迎交流使用心得,作者的e-mail:shyl888@126.com
我有近三十年的计算机软硬件设计经验,就8位机而言,用过48,51,8085,Z80,eZ8,6502,
MC6803,HC05,HC908,PIC,AVR等,几乎了解大多数8位单片机,对真伪的判断力还是有一点的。
假如是国外的,也不可能叫一个名不经传的新公司推广,再加上互联网的的实时性,开放性,世界
性,从网上很容易查到国外是否有类似产品。
下面为李博士博客主要内容摘要:
理想与现实——我的起步之路 2007-6-5 16:35:53
2004年7月初,在北京顺利申请到了国家发明专利后,心里美滋滋地回到长沙,多年的梦终于实现
了,感觉一块石头总算落了地,但轻松过后,我开始冷静考虑,专利毕竟是理论上的,在工程实现
上能行吗?当时心里真没底,如同有人曾设想在喜马拉雅山脉中间开隧道,让青藏高原变成美丽江
南一样,想法是美好的,实际是不可能的。我的专利会不会遇到同样的命运,心里忐忑不安。
路总要往下走的,就算不行也要试过才甘心。
我决定先从设计一个简单的验证平台入手,看能否在FPGA上实现L计算机工作原理,只要运行正确
,哪怕只有几条指令也能说明问题。
于是租了套民房当工作间,找了几个朋友,其中一个是某研究院的高工,他是设计ASIC芯片的行
家。我们从验证平台印制板的设计开始做起,购买芯片,焊接,调试,编写Verilog,工作在有条不
紊地进行着, 12月的长沙,凛冽的寒风夹带着小雨,屋里屋外一样冷,为了省钱,只买了两个小的
电暖风机,“火烤胸前暖,风吹背后寒”,就这样开始了我的创业历程。
在这其中也遇到过一些问题,但进度还算顺利。春节后的一天,大概是初八,验证板终于调试成
功了,看着上面的小灯不停地闪烁(意味着FPGA里面的程序在正常工作),我们欣喜若狂,虽然只
是个简单指令集,十几条指令,但这充分说明了工程实现上是可行的,这就足够了!
中国人的骄傲——我的“中国芯” 2007-6-5 16:36:28
2005年8月,湖南湘邮科技股份有限公司在经过多方论证后,决定投资“L结构单片机项目”,因
为依据L计算机原理进行L结构单片机的研制与生产是个十分理想的切入点。一方面,由于L结构单片
机的模拟验证系统已调试成功,在实现上已没有技术障碍。另一方面,单片机结构简单,功能集中
,特别是它的应用无需系统软件OS的支持,因而项目研发周期短、技术成熟可靠、投资小、见效快
;而市场需求与规模又十分巨大稳定,一旦打开市场,前景十分广阔。
2005年9月, “长沙启芯微电子有限公司”成立,我受命担任总经理一职。开始了L结构单片处理
器产品的研究工作,完成了模型设计、模拟验证平台设计、模型样机(FPGA)设计与调试及芯片前
端逻辑设计等大量工作。在公司全体同仁的共同努力下,2006年9月,L结构单片处理器在上海“中
芯国际”流片成功!
L结构单片处理器是我们中国人自己的一款通用型芯片,很多行业都能使用,应用范围很广,其主
要性能特点是:
1.多道程序同刻并行:可在单片L结构处理器(单核)内、在同一时刻独立并发地执行多道程序/任
务;
2.更高的性能:在相同性能参数的条件下,L结构单片处理器的处理速度数倍甚至数十倍于现有单片
处理器;
3.更大的销售赢利空间:L结构单片处理器以其独特的体系结构和较高的性能,在与现有产品的竞争
中占有较大优势;
4.用户应用更简洁:L结构单片处理器提供硬件级并行并发机制或硬件级多任务机制,为用户编写多
任务并发系统带来极大的便利;
5.系统中无中断机制:不需用中断技术来调度程序的运行,系统开销最小化;
6.资源的指令级共享:L结构单片处理器动态自动地对所有资源进行管理,系统资源达到最大程度
上的共享。
我为女儿找婆家 2007-11-12 11:38:14
快一年没有上博客了,事情多而杂,大事如公司研发了第二款L结构处理器芯片,一款面向市场应
用的单片机LS2051(与AT89C2051全兼容),量产成功已开始上市试销!小事是在长沙理工大学讲课
并带了N个学生,还参加了2个国际会议,写了些东西,等等,所以博客一直没有更新。在此,向关
心我,关心“中国芯”-L结构处理器的朋友们,真诚地说声抱歉,谢谢你们的支持、厚爱和期待,
今后我保证“有困难要上,没有困难创造困难也要上”(请鼓掌)。
去年,L结构第一款芯片LSSP流片成功后,在用户试用过程中,遇到了一些问题,因为采用的是我
们自己设计的,和其他公司完全不兼容的指令集,所以我们自己开发的编译软件、开发包等还不够
理想,而且因为是一款验证L结构计算机原理能否真正做出芯片的验证片,故在设计时没有太多考虑
实际应用,芯片接口不丰富,用户告诉我:好看不好用,和Z.F.形象工程比较接近,鉴定完毕。
“看成败,人生豪迈,大不了从头再来”,欢哥的话我看有道理。于是“启芯微”以市场钱景为
导向,以用户需求为目标,设计了第二款L结构芯片-LS2051,它与目前应用最广泛的单片机
AT89C2051全兼容,就是说,只要把AT89C2051拿下来,什么都不需要改动,换上LS2051就可以使用
!同时,LS2051具有速度快,正常工作时功耗低,品质好,价格低等特点。LS2051现已量产成功,
有兴趣的朋友可以向启芯微深圳销售公司提出申请(0755-26450025),他们会提供免费样片给你试用
,保证大家用了都说好。
我在团队里一直有个比喻:如果用户是婆家,那LSSP 就是我们的大女儿,她虽然很漂亮(主频
150MHZ,可同时运行32道程序),但不会做家务(接口不丰富),说自己的方言(L指令集),所以
找不到婆家,只好待嫁闺中;LS2051是二女儿,不仅漂亮(可同时运行2道程序),还很能干,鬼佬
女AT89C2051能做的事她都能做,也说一口流利的英文(指令集兼容),而且彩礼(售价)要的低,
让我感到欣慰的是,现在对她有好感的婆家有好几家了,还都是大户人家。
秋天是收获的季节,不仅农民伯伯希望有个好收成,“启芯微”也一样。LS2051今年元旦过后开
始前端逻辑设计,3月参加台积电MPW(样片流片),8月量产,10月量产成功,正好10个月的时间,
确实很巧。
从LS2051呱呱落地,我们就对她给予了厚望,这是L结构处理器第一款面向市场的芯片,我们曾经
付出了很多,也相信会成功的。
与AT89C2051全兼容的LS2051 2007-11-14 14:43:18
启芯微的LS2051芯片,与AT89C2051具有相同的主频、相同的程序/数据存储容量、相同的接口种
类与数量、相同的封装引腿、相同的引腿定义等,指令集也兼容,但在芯片的内部实现上,采用的
是L结构,因而具有更高的性能和更低的价格。用户开发的应用程序不需要做任何改动,就可直接在
LS2051上运行。同时,用户可用现有的开发包,包括编译器、模拟仿真器及开发平台直接在LS2051
上开发所需的应用程序,这给用户提供了极大的便利,我在上篇博文中所说的“鬼佬女AT89C2051能
做的事她都能做,也说一口流利的英文(指令集兼容)”就是这意思。我想,随着全兼容、高性价
比的“中国芯”-LS2051投放市场,必将在深圳乃至全国单片机市场上引起极大震动与反响,也一
定会得到广大国人的支持,我坚信!
一个叫“老虎”的网友说:L结构单片机,对于我来说,又是一个新名词,同那些用于炒作的新概念
一样.当然,我并不是说您也是在炒作,但是的确需要对市场进行教育,还有真心希望能够真正打开市
场,拿出销售量和销售额来说话.!
的确如此,LS2051是面向市场销售的产品而非科研成果,那么市场就是试金石,销售才是硬道理
!我们一起拭目以待吧!
多、快-LS2051特点(一) 2007-11-21 15:55:11
多――LS2051支持独立或关联的2道程序同时运行。
快――经实测,执行1道程序时,LS2051的处理能力就已达到AT89C2051的1.27倍!2道程序同时
运行时LS2051的处理能力竟然达到了AT89C2051的2.55倍!
不要惊讶,这样的测试结论,我听了以后觉得很正常,这正是L结构的优势所致。理论上,LS2051
可以设计成同时运行2道、4道、…、1024道甚至更多,但从用户应用范围、多道使用率、单片成本
等方面综合考虑后,此次我们仅设计了2道,毕竟这是通用低档芯片。
也难怪外国人感叹地说“中国的月亮就是比俺们那儿的圆”,咱们的老祖先在捣腾“四大发明”
的时候,他们还在琢磨怎么数清楚圈里的羊。虽然他们的后人现在很神气,那是因为东方巨龙刚刚
睡醒。
网友们,咱中国人是最棒的,“中国芯”是最好的!(鼓掌鼓励!)
好、省-LS2051特点(二) 2007-11-26 16:16:27
好――有芯片开发经验的朋友一定知道,芯片的品质主要取决于集成电路制造公司的制造工艺水
平。LS2051是在全球最大的专业集成电路制造服务公司台积电(TSMC)进行的流片(MPW)与量产。
TSMC在业界作为专业集成电路制造服务业商,它在提供先进晶圆制造技术与效率上已建立了相当的
声誉, TSMC 2006年的全年营业收入约占专业集成电路制造服务领域的百分之五十。LS2051芯片10
月27日开始每天24小时连续考机运行一直没停,目前为止结果正确而且还在运行中,芯片的稳定性
、可靠性已经得到充分验证,所以芯片的品质是可以信赖的。
省――用L结构技术设计芯片,和传统结构相比,内部逻辑简单且易于实现,我们LS2051项目组4
个人,只用了1个半月就完成了全部前端逻辑设计(包括前仿,后仿),而且芯片所占晶圆面积较小
,成本比AT89C2051低。我们将大幅让利给用户,LS2051的售价比AT89C2051便宜许多,这大大降低
了用户产品成本,提高了国产电器的竞争力。中国人的钱不能都让外国人挣走了!有人说,美国人
出思想,日本人出设计,中国人出劳力。我就不信这个邪,凭什么中国企业只能在产业链的最后捡
别人的残羹剩菜?!
中国人出L结构,美国人出设计,麻烦咱们亚非拉的穷朋友出劳力,有钱大家赚,共同奔小康,是
个好主意吧。
来这儿的都是业内的朋友,“走过路过,千万别错过”!
再次呼吁快去申请我们的免费样片试用吧!(0755-26450080)
附:华芯时代微电子有限公司(原名长沙启芯微电子有限公司)成立于2005年,是一家专业从事新
型计算机体系结构处理器 —— L结构处理器的研发、生产与销售的高科技公司。
新型的L计算机体系结构是留学归国博士、公司董事长李晓波先生经多年的潜心研究而发明的具有
完全自主知识产权的新一代计算机体系结构。该项新技术已申请了国家发明专利和国际专利PCT。国
际专利PCT的检索结论是“本发明具备新颖性、创造性和实用性”。该项专利发明技术是一项超级计
算机(或处理器)的核心技术,它克服和摆脱了传统计算机体系结构的弊端,使计算机(或处理器)
的硬件设计和系统软件设计以及应用软件设计更加简洁,而性能却有几倍乃至几十倍的提高。
基于该项技术,已于2006年8月顺利推出具有国际领先水平、拥有完全自主知识产权的高性能军工
级DSP芯片后,又根据市场需求于2007年2月成功推出工业级L结构单片机处理器芯片。
点击此处下载 ourdev_347963.rar(文件大小:1.76M) (原文件名:L结构技术简介(全版060928).rar)
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