Корпорация STMicroelectronics занимает пятое место в мире по продажам полупроводниковой техники (после Intel, Samsung Electronics, Toshiba Semiconductors и Texas Instruments). Ассортимент выпускаемых микроконтроллеров достаточно широк, основные семейства приведены на рис. 1.1. (MIPS – миллион инструкций в секунду).

Микроконтроллеры ST7 выпускаются в нескольких исполнениях, которые отличаются допустимым диапазоном рабочих температур, объемом памяти, типом корпуса и т.п. Для определения требуемого варианта используется специальная система обозначений (маркировка). Принципы маркировки микроконтроллеров ST7 показаны на рис. 1.4.

Семейство ST7 основывается на 8-разрядной архитектуре промышленного стандарта. Ядро имеет фон-неймановскую архитектуру, состоит из 8-битного арифметико-логического устройства (АЛУ), 6 внутренних регистров, блока управления (рис. 1.5).

Ядро взаимодействует со встроенным генератором тактовых импульсов, блоком сброса, шинами адреса и данных, периферийными устройствами и контроллером прерываний.

Поскольку ядро ST7 имеет фон-неймановскую архитектуру, в микроконтроллере существует единое адресное пространство, в котором располагаются программа, данные и регистры ввода/вывода.

Преимущества такой архитектуры следующие:

– доступ к любому байту программы, данных, ввода/вывода с помощью одних и тех же инструкций;

Ядро ST7 содержит шесть внутренних регистров: A, X, Y, PC, SP и CC (рис. 1.6).

A – аккумулятор (accumulator) – 8-битный регистр общего назначения, используемый для хранения:

– операндов;

– результатов логических и арифметических операций.

X и Y – индексные регистры – два 8-битных регистра, используемые для:

Стек предназначен для сохранения контекста центрального процессора (регистры PC, CC, A, X) во время вызова подпрограмм и обработчиков прерываний, а также для хранения пользовательских данных (с помощью инструкций PUSH и POP). Порядок сохранения регистров контекста показан на рис. 1.8.

Рис. 1.9. Иллюстрация работы со стеком

Память микроконтроллеров ST7 разделена на следующие блоки (рис. 1.10):

– регистры периферийных устройств: порты ввода/вывода, таймер (TIM), АЦП (ADC), сторожевой таймер (WDG), SPI, I2C и т. д.;

Микроконтроллеры семейства ST7 выполняют набор операций над операндами, размещенными в аккумуляторе, индексных регистрах X и Y, памяти. Предоставляется 17 различных режимов адресации, которые можно разделить на следующие 7 групп:

– адресация кодом команды, или безадресный режим (inherent);

Данный режим адресации используется для команд, которые не требуют операндов (табл. 1.3). Код операции полностью определяет, какие действия должны быть выполнены. Инструкции такого типа занимают 1 байт памяти.

Таблица 1.3 Инструкции, использующие безадресный режим адресации

В данном режиме адресации 8-разрядный операнд следует сразу за кодом операции (табл. 1.4). Признак режима непосредственной адресации – символ # перед операндом.

Таблица 1.4 Инструкции, использующие непосредственную адресацию

В примере, показанном на рис. 1.11, производится загрузка константы $10, указанной непосредственно, в аккумулятор.

При прямой адресации 8- (короткий способ) или 16-разрядный (длинный способ) адрес операнда задается сразу после кода операции. В таблице 1.5 приведены инструкции, использующие данный режим адресации с указанием допустимых способов адресации.

Таблица 1.5 Инструкции, использующие прямую адресацию

При индексированной адресации адрес операнда образуется сложением содержимого индексного регистра (X или Y) и 8- или 16разрядного смещения, заданного во втором и третьем байте команды. Регистр X используется по умолчанию, для указания регистра Y используется префикс. Таким образом, команды, использующие регистр Y, длиннее на 1 байт, чем команды, использующие регистр X.

Данные, используемые в операции, находятся по адресу, который хранится в памяти (указателю). Адрес указателя следует за кодом операции. Возможны короткий (указатель находится в пределах 00..FF) и длинный (указатель находится в любой ячейке из 64 кБ адресного пространства) способы адресации (табл. 1.8).

Относительная адресация используется только в командах ветвления. Адрес следующей команды образуется сложением текущего содержимого счетчика команд (PC) и заданного во втором байте команды 8-битного смещения. Смещение является знаковым числом и может задаваться прямым (указывается в явном виде сразу после кода операции) или непрямым (после кода операции указывается адрес, по которому хранится смещение) способами (табл. 1.9).

Компания предлагает одну из широчайших в мире номенклатур продукции, которая насчитывает более чем 3000 основных типов продуктов. Тщательно сбалансированный портфель продукции и активов включает в себя как продукты, связанные с конкретным применением, имеющие интеллектуальное содержание, так и многосегментные продукты, которые классифицируются, начиная от дискретных устройств до высокоэффективных микроконтроллеров.

Товарооборот компании четко сбалансирован между пятью высокоразвитыми промышленными секторами: системы связи (38%), вычислительный (17%), потребительский (16%), автомобильный (15%) и промышленный (14%). STM исследовала и продолжает улучшать методологию платформенного дизайна сложных интегральных схем для таких приложений, как компьютерные приставки к телевизору, защита кредитных карточек с микропроцессором, мобильная связь, с использованием различных средств информации, которые сокращают продолжительность разработки и расходы.

Корпорация STMicroelectronics (STM) один из всемирно признанных лидеров микроэлектроники. Она разрабатывает тысячи различных наименований продуктов. Модули памяти, электронные кредитные карточки, микроконтроллеры, цифровые микросхемы, диоды, тиристоры, силовые транзисторы – это далеко неполный перечень компонент, производимых с маркой компании.

STMicroelectronics была создана в 1987 году путем слияния итальянской фирмы SGS Microelectronica и французской Thomson Semiconducteurs с целью достижения мирового лидерства в области микроэлектроники. Новая компания преследовала стратегию эффективного развития, усиленно вкладывая капитал в научноисследовательские и опытно-конструкторские работы, формируя стратегические объединения с солидными заказчиками и научным сообществом, широко рекламируя комплексное присутствие в ведущих экономических регионах. Со времени своего создания STM росла быстрее, чем полупроводниковая промышленность в целом, и с 1999 года стала одним из десяти ведущих мировых поставщиков полупроводников.

Со времени своего зарождения STM стала лидером в строительстве стратегических объединений и достигла успехов в развитии эффективных отношений с клиентами, поставщиками, конкурентами, университетами, исследовательскими институтами и Европейскими исследовательскими программами. Сегодня стратегические объединения и промышленное партнерство становятся все более важными факторами в достижении успеха в полупроводниковой промышленности.

STM вошла в несколько стратегических объединений с клиентами, включая Alcatel, Bosh, Hewlett-Packard, Marelli, Nokia, Nortel, Pioneer, Seagate, Siemens VDO, Thomson, Western Digital и др. Клиентские объединения снабжают STM ценными системами и технологиями ноухау, а также доступом к рынкам с ведущими продуктами, в то время как сама компания позволяет клиентам в той или иной степени наблюдать за развитием продукта и получать доступ к технологическим процессам и к промышленной инфраструктуре компании. Сейчас STM активно ведет работу по извлечению выгоды из своего опыта и широты своих технологических активов с тем, чтобы расширить количество клиентских объединений, нацеливаясь на изготовление оборудования в США, Европе и Азии.

Со времени своего создания STM взяло на себя серьезные обязательства по отношению к научно-исследовательской деятельности. В 2006 году компания вложила 1.667 миллиарда долларов в исследовательские проекты, что составило 16.9% выручки за год. Эти усилия принесли свои плоды в виде 607 заявок на патенты в 2006 году.

STM участвует в многочисленных научно-исследовательских проектах во всем мире и в ведущих программах Евросоюза. STM – лидер в важных промышленных инициативах, например, ENIAC(European Nanoelectronics Initiative Advisory Council) на Европейском уровне или “Poles de Competitivite” на региональном уровне.

Университетская составляющая деятельности STM направлена на развитие и использование программ, созданных в компании и основанных на принципах управления и обучения в соответствии с необходимостью повышения квалификации. Компания тщательно работает с различными учебными центрами, чтобы предложить гибкую систему обучающих программ, разработанных для того, чтобы выявлять необходимость в тренировке и обучении отдельных людей и компании в целом.

Среди тренировочных программ предлагается учебная программа для служащих компании STM, а так же для нештатных инженеров. Основная цель этой технической программы – повысить компетенцию специалистов в области технологий и управления микроэлектронной промышленности.