Память данных.

Память данных микроконтроллеров семейства Mega разделена на три части: регистровая память, оперативная память (статическое ОЗУ) и энер­гонезависимое ЭСППЗУ (EEPROM).

Регистровая память включает 32 регистра общего назначения (РОН), объединенных в файл, и служебные регистры ввода/вывода (РВВ). В слож­ных моделях с развитой периферией имеется также область дополнитель­ных (extended) регистров ввода/вывода (ДРВВ). Под РВВ в памяти микро­контроллера отводится 64 байта, а под ДРВВ — 160 или 416 байт (в зависи­мости от модели).

В обеих областях регистров ввода/вывода располагаются различные служебные регистры (регистр управления микроконтроллера, регистр со­стояния и т. п.), а также регистры управления периферийными устрой­ствами, входящими в состав микроконтроллера. Общее количество РВВ и ДРВВ зависит от конкретной модели микроконтроллера.

Для хранения переменных помимо регистров общего назначения так­же используется статическое ОЗУ объемом от 512 байт до 8 Кбайт. Ряд микроконтроллеров семейства, кроме того, имеют возможность подклю­чения внешнего статического ОЗУ объемом до 64 Кбайт.

Для долговременного хранения различной информации, которая мо­жет изменяться в процессе функционирования готовой системы (калибро­вочные константы, серийные номера, ключи и т. п.), в микроконтроллерах семейства может использоваться встроенная EEPROM-память. Ее объем составляет для различных моделей от 256 байт до 4 Кбайт. Эта память рас­положена в отдельном адресном пространстве, а доступ к ней осуществля­ется с помощью определенных РВВ.

Статическое ОЗУ.

В микроконтроллерах AVR семейс­тва Mega используется линейная организация памяти. Объем статического ОЗУ для различных моделей семейства составляет от 512 байт до 8 Кбайт (см. предыдущую таблицу).

В адресном пространстве ОЗУ также расположены все регистры мик­роконтроллеров, под них отведены младшие 96 (256) адресов. Остальные адреса отведены под 512/1К/2К/4К...64К ячеек ста­тического ОЗУ.

Организация статического озу

Регистры общего назначения.

Все регистры общего назначения объединены в регистровый файл быстрого доступа, структура которого показана на рисунке. В микроконтроллерах AVR все 32 РОН непосредственно доступ­ны АЛУ, в отличие от 8-битных микроконтроллеров других фирм, в кото­рых имеется только один такой регистр — рабочий регистр W (аккумуля­тор). Благодаря этому любой РОН может использоваться практически во всех командах и как операнд-источник, и как операнд-приемник. Такое ре­шение (в сочетании с конвейерной обработкой) позволяет АЛУ выполнять одну операцию (извлечение операндов из регистрового файла, выполнение команды и запись результата обратно в регистровый файл) за один такт.

Структура регистрового файла

Последние 6 регистров файла (R26 ... R31) могут также объединяться в три 16-битных регистра X, Y и Z (см. рисунок), используемых в качестве указателей при косвенной адресации памяти данных.

Каждый регистр файла имеет свой собствен­ный адрес в пространстве памяти данных. Поэтому к ним можно обра­щаться двумя способами — как к регистрам и как к памяти, несмотря на то, что физически эти регистры не являются ячейками ОЗУ. Такое реше­ние является еще одной отличительной особенностью архитектуры AVR, повышающей эффективность работы микроконтроллера и его производи­тельность.