浅谈让微控制器性能发挥极限的方法

若利用中断，对于CPU处理能力而言，执行这类任务的成本太高，而且会增加延时，降低固定性。而采用事件系统和DMA控制器，开发人员就能够避免CPU执行这些功能。这不仅可减少系统必须管理的中断数量，而且还能简化任务的实现和管理。

例如，在一个在特殊工作条件下向用户发出警示信息的应用中，预先设置的声音文件可以存储在缓存中，再利用DMA通过适当的外设馈入到扬声器，而利用定时器，事件系统就可以确保44,056KHz的准确数据率。此外还有一个额外的好处，因为频率准确且稳定，声音保真度也得以提高。从性能角度来看，只要配置了DMA和事件系统。

说这些任务变得更“自由”可能显得有点夸张。不过，以这种方式执行这些任务，的确使其能够适用于更宽范围的应用。协处理器、DMA控制器和事件系统的结合能够释放控制器，让它只进行信号处理，而不必把大部分资源消耗在信号的周期密集型采集工作上。这样一来，就可以利用单个控制器管理多个高频任务。这也简化了系统设计，使用户能够以更低的成本在单个微控制器上执行更多任务，更容易实现多个信号之间的互连性，并提高能效。

对许多应用来说，能否支持多个任务可成为一项重要的产品差异化指标。例如，采用了DMA控制器和事件系统的电机控制应用，就能够使微控制器释放出足够的资源，使开发人员能够以在不增加系统材料成本的条件下实现PFC等先进功能。

除了通过卸载中断来提高微控制器的性能和能力之外，事件系统还能够把功耗最低降至1/7(具体数字取决于应用)。表2所示为一个需要每秒120万周期的应用的功率相关数据。在12MHz时，微控制器只有10%的时间在工作模式下，其余时间都处于待机模式。执行DMA控制器和事件系统可以卸载大量CPU每秒必须执行的周期数，使微控制器进入闲置或睡眠模式。

表2 一个需要每秒120万周期的应用的功率相关数据

总结

架构方面的改进提高了CPU的总体能力，使得嵌入式微控制器系统性能不断提升。协处理器能够从CPU卸载已详细定义的计算密集型任务，DMA控制器可把整个系统的数据移动任务从CPU中解放出来，而事件系统可解决有关多个由频率触发中断的瓶颈问题。通过减少系统必须处理的并行中断的数目，开发人员能够提高系统固定性，从而降低延时，提高信号的分辨率和精度，改善稳定性和可预测性，并增强系统可靠性。