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La Memoria
Continuando il nostro tour nel foglio dati del PIC18F2321, incontriamo una
descrizione della memoria.
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Trattandosi di un RISC con struttura Harvard,
l' area di memoria è divisa in due parti:
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la MEMORIA
PROGRAMMA (Program Memory), in tecnologia Flash
-
la MEMORIA
DATA (Data Memory), in tecnologia RAM CMOS
Come per i PIC della famiglia 16, anche i 18F utilizzano la struttura
Harvard,
dove la memoria programma e la memoria dati sono dipendenti da due bus diversi.
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La Memoria Programma è l' area d o ve vengono
posti
i codici
operativi (opcodes) e i vari elementi del programma.
Si tratta di memoria del
tipo FLASH, non volatile,
ovvero che conserva il dato conten uto anche se viene a mancare la tensione di
alimentazione. Inoltre è scrivibile e cancellabile elettricamente, con la possibilità di
operare sull' area dall' interno del programma stesso,
con un evidente ampliamento delle possibili gestioni automatiche del firmware (update, auto apprendimento, bootloader, ecc).
La Memoria Dati tipicamente è una RAM statica, volatile,
ovvero che perde i dati contenuti al mancare della tensione di alimentazione.
Questa RAM contiene
una serie di registri di uso generico,
detti GPR -
General Purpose Registers,
cioè locazioni ampie un byte (8 bit) il cui contenuto può essere scritto e
letto attraverso le istruzioni del programma e dedicate a contenere le variabili
utilizzate; inoltre,
nell' area RAM si trovano i
registri di controllo delle funzioni del processore e dell' I/O integrato,
detti SFR -
Special Function
Registers.
MEMORIA PROGRAMMA
Pur mantenendo una struttura del tutto simile, le differenze tra i
PIC 16 e i 18 sono sensibili.
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A lato è riportato lo schema di memoria programma di un processore
della famiglia 18Fx550. La Memoria Programma comprende
- un Program Counter a 21 bit, con cui si arriva teoricamente ad indirizzare direttamente un' area di 2MB,
rispetto ai 2kB della serie 16.
- Lo STACK, che nei 16F ha una profondità di 8 livelli, qui raggiunge
31 livelli, con parole da 21 bit, permettendo un annidamento molto più
complesso delle chiamate a subroutine; inoltre lo stack può essere
manipolato da istruzioni specifiche. Questo consente una maggiore efficienza
dei compilatori dei linguaggi ad alto livello.
- L' area della Memoria Programma vera e propria è costituita da
celle a 16 bit ed inizia con il vettore di reset, che è sempre a 0x00,
mentre quello di interrupt si differenzia in due entry point, uno a 0x08 e
l' altro a 0x18, il primo con una maggior priorità sul secondo.
Le istruzioni PIC 18F sono a 16 bit, escluse 4 che sono a 32 e quindi
occupano 2 word consecutive.
Lo schema a lato esemplifica la Progam Memory della serie 18Fx550, che
termina a 7FFFh, ovvero 32kB. Altri processori dispongono di tagli
diversi, da 4 a 128 kbytes (2 - 64 kwords).
L' area di memoria non
utilizzata, se letta, riporta il valore 0. Scrivendola, non succede nulla. |
Nei
PIC18 la memoria programma indirizzabile è ampia 2 Mbytes ed è accessibile
integralmente senza modificare il PCLATH, ovvero non esistono più paginazioni
della memoria programma: si tratta di una sola, unica pagina,
qualunque sia la sua dimensione.
Le istruzioni del set enhanced dispongono di un
meccanismo di indirizzamento adeguato.
Per tutti i PIC18, la memoria programma, a seconda del modello, va da 4 a 128
Kbytes.
In relazione all' estensione di questa memoria, va osservato che l' indicazione in k
fa riferimento ai byte;
considerando che la maggior parte delle istruzioni dei PIC18F è a 16 bit, il
quantitativo della memoria va diviso per due, ovvero 32k potranno ospitare 16k
istruzioni a un word (tenendo anche presente che esistono alcune istruzioni che occupano 2
word, ovvero 4 bytes). In conseguenza di questo fatto, nelle caratteristiche dei chip, il costruttore aggiunge anche l’
indicazione di un “Program Memory Kwords”, pari alla metà di quanto
indicato nel parametro “Program Memory Kbytes”.
Questa considerazione è necessaria per avere
una corretta idea della capacità in istruzioni.
Si deve anche
notare che alcuni PIC hanno la possibilità di accedere e indirizzare memoria
esterna come se fosse integrata; solitamente si tratta di dispositivi a 80 pin.
Non esistendo una
frammentazione in pagine, come accadeva nei 16F, non occorre più tenere
sotto controllo questo punto, il che solleva il morale del
programmatore, spesso alterato dalla lotta con gli switches del PCLATH quando
occorre cacciare grossi programmi nei
piccoli PIC.
La realizzazione una unica pagina, infatti, rende
superflui i non semplici meccanismi che è necessario, invece, implementare nei
mid-range quando il programma occupa più di una pagina.
La Memoria Programma nella famiglia PIC18F4321
Come abbiamo visto nelle pagine iniziali che descrivono i membri
della famiglia 18F4321, i chip siglati 18Fx2xx hanno 2 K di Flash, mentre quelli
siglati 18Fx3xx ne hanno 4 K.
A parte questa differenza, il resto della suddivisone a
blocchi è identico.
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