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AVR ATMEL EL RISC EN 8 BIT


Atmel ha llevado la filosofía de diseño RISC a los microprocesadores de 8 BIT.
Adoptada AVR. esta nueva arquitectura proporciona todos los beneficios habituales del RISC: Tasa de Reloj mas rápida, mejor desempeño, y una optimización mas eficiente en el compilador.
AVR compite con varias familias de microprocesadores bien establecidas en el mercado, tales como 8051, 6805 y 68HC11. A la competencia se suma la familia PIC de Microchip, que con un diseño mas moderno se ha extendido rápidamente en los últimos años.
AVR es el primer diseño de CPU de ATMEL, una compañía mas conocida por sus productos de memoria "flash" y EEPROM. La firma también produce y vende varios subproductos de la popular familia 8051 con la diferencia que estos están basados en "flash".
La CUP AVR se asemeja a la mayoría de los microprocesadores RISC, pero con registros mas pequeños.
El núcleo exhibe 32 registros iguales de 8 BIT, y cualquiera de ellos pueden contener direcciones o datos. Como los punteros de dirección de 8 BIT resultan medianamente inútiles aun para los dispositivos de 8 BIT, los últimos tres registros se pueden usar de a pares, como punteros de dirección. Apodados X, Y, y Z, estos tres meta-registros se pueden para cualquier operación de carga o almacenamiento.
A elección del programador, los punteros pueden ser post o preincrementados. Además, es posible agregar un desplazamiento de 6 BIT a los contenidos del puntero, esta opción resulta útil para direccional los elementos de un arreglo.
Este modo no es posible para el puntero X; ese código de operación(opcode) esta reservado para la instrucción LDI (Load immediate constant).

A veces resulta difícil entusiasmarse acerca de los microprocesadores de 8 BIT; sin embargo el diseño ARV de ATMEL difiere de los demás de su clase tal como lo hizo la primera maquina RISC comparada con los grandes sistemas, hace mas de una década. Con su archivo de registros mas grande y con su conjunto ortogonal de instrucciones, ARV es mucho mas moderna que su competencia.
Por ejemplo, los 8051, 6805 y PIC se las arreglan con un único acumulador; los 68HC11 y HC12 tienen simplemente dos. Esto hace que la arquitectura AVR sea mas fácil de programar a nivel de lenguaje ensamblador, y que sea fácil de optimizar con un compilador. El gran conjunto de registros disminuye la dependencia respecto a la memoria, lo cual mejora la velocidad y achica las necesidades de almacenamiento de datos.

El conjunto de instrucciones de la AVR que se asemeja al RISC, también contribuye a mejorar su densidad de código respecto a otros microprocesadores de 8 BIT. Su instrucción CPI (compare immediate) evita la engorrosa construcción de cargar, substraer y verificar los flags, que usan el 6808 y el PIC. Usualmente, la suma de dos números en el 8051, 6805, o el PIC involucra barajar ambos operandos a través del acumulador y almacenar el resultado. La AVR simplemente suma dos registros con una instrucción, en un ciclo de maquina.

Hablar de alto rendimiento parecería fuera de lugar, la familia AVR debería funcionar mejor que los otros microprocesadores de 8 BIT y muchos de 16 BIT. A 20 Mhz, su velocidad máxima de reloj duplica con facilidad la de los demás chips de su clase . Y lo que es mas importante, casi todas instrucciones se ejecutan en 1 o 2 ciclos de reloj, versus 5-10 ciclos para los chips 8051, 6805, 68HC11, y PIC.
Para ser mas preciso, el HC12, 8051XA, y el 251 son diseños de 16 BIT, con trayectorias internas de datos de 16 BIT y operaciones aritméticas de 16 BIT, pero aun requieren de tres o mas ciclos de reloj para efectuar los cálculos mas simples y la mayoría de las operaciones básicas con los registros. Además las velocidades de reloj de estos dispositivos no son mas rápidas que las de ATMEL, y no pueden compensar la ejecución inherentemente ineficiente

Resumiendo, la AVR ofrece un desempeño de 16 BIT con un precio de 8 BIT. para los usuarios que deseen memoria en el chip pero que no necesiten tipos de datos de 16 BIT o compatibilidad binaria con la generación anterior, Atmel ofrece una mejor relación precio/desempeño a aquellos diseñadores que deseen independizarse de las familias mas antiguas.

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