[发明专利]用于小控制单元中存储单元管理及应用程序处理的电路装置及方法

说明书

本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于小控制单元中存储单元管理及应用程序处理的电路装置及使用根据本发明的电路装置处理应用程序的方法。小控制单元是一种新型的可存储器编程的控制装置。通过这种控制装置能使可存储器编程的控制装置的宽广领域得到有意义的补充。这种装置的使用者就能用其实现极小的控制任务，例如卷帘式百叶窗、灯光系统等的控制，而无需使用大及昂贵的可存储器编程的控制装置。

传统的可存储器编程的控制装置的硬件基本由三大部分组成：中央单元，存储器及另外的外围装置及接口连接装置。中央单元借助于逻辑连接、计算及寻址访问等执行相应的应用程序。存储器保存待执行的应用程序及操作系统，及有时存储其它必要的数据。外围装置及接口对中央单元提供另外的工作单元、如时间组件、计数器等以及对外界的连接设施(标准接口和/或专用接口)。在此情况下，存储器按照功能被分成不同类型：

用于存储可执行的操作系统码的码存储器。这种存储器通常是以ROM-，EPROM，Flash-或E²PROM-存储器形式的非易失性存储器构成的，并必须由中央单元以常规功能作为码来进行读操作。

用于在控制运行期间，中间时间上存储数据的工作存储器。因此，这种存储器必须作为RAM存储器形式的可读及可写存储器构成。

应用程序存储器，用于存储应用程序。这种存储器同样必须构成可读及可写的存储器。此外，这种存储器必须构成非易失性的或至少作为RAM存储器形式的具有缓冲电压源的易失性存储器。

对于小控制单元由于有限的功能类型及随之而来的有限存储单元需要量，通常仅是微控制器就足够了；而不需要昂贵的、如在传统可存储器编程控制装置中所必须的外围装置。

由现有技术就已经公知了标准化微控制器形式的此类电路装置。从NEC公司的μCOM-75x系列4位CMOS微计算机的产品手册，DB75×FAM..014V10第3-0-265页已经公知了一种微控制器，它已具有一个中央单元、一个ROM存储器、一个RAM存储器及E²PROM存储器(亦参见这里的图2)。这种微控制器的另一实施形式由Texas Instruments(德克萨斯仪器)公司的产品手册，TMS370系列，1994，SPNS014B，第1-15页所公知。这种微控制器类似于图3中概要表示的实施形式具有一个中央单元及一个组合的RAM/E²PROM存储器。

图1以概要方式表示一个微控制器2的通用结构。这样一个组件基本上由一个中央单元4(CPU)，一个内部存储器6，接口8以及另外的内部标准外围装置及接口连接装置组成。为了清楚起见，另外的标准外围装置及接口连接装置以作为内部外围装置10的框表示。为了数据的交换，各个单元通过内部导线12彼此形成连接(箭头方向表示数据流方向)。

存在具有各个不同构型的多种多样的微控制器的变型。例如，具有4位、8位、16位或32位中央单元的微控制器。此外，各组件在电流消耗，速度及内存方面也非常不同。根据微控制器的结构或功率，它们在价格方面也有很大差别。

由于一些微控制器已具有内部存储器及外围单元，附加外部资源的投入与其功率、控制复杂度及价格以及微控制器的复杂性有关。通常对于小控制单元，出发点是：总存在合适的微控制器，它们包括了所有必要的资源。在图2及3中概要地表示了必要时适合用于小控制单元中的不同微控制器2。这些微控制器2上已经集成了所有用于上述应用目的所必须的资源。因此，在图2所示微控制器2中，除中央单元4外，还具有：一个作为RAM构成的、易失性可读写存储器6a，用于处理数据的中间时间存储；一个构成ROM的非易失性可读存储器6b，用于存储一个解释程序及一个构成Flash(闪速)或E²PROM或电池缓冲式RAM的、非易失性可读写存储器6c，用于存储应用程序。在图2中存储部分彼此这样地分隔在数据区域(RAM 6a和E²PROM 6c)及码区域(ROM 6b)中，以使得应用程序仅可通过一个解释程序来处理。图3中所示微控制器2的结构类似于图2中所示的微控制器2的结构，其区别在于：这里所有的存储器6a、6b、6c被组合在一个公共码及数据区域中，以使得应用程序可被交替地编译(编译程序)或解释(解释程序)。

这种微控制器在技术上完全适合于应用在小控制装置中。这种集成电路装置的缺点首先在于价格方面。在窄空间的集成电路上实现的功能愈多，相应的芯片就愈贵。此外，在市场上这种标准化控制器的选择受到很大限制。