1.2 Flexis系列微控制器的特點與優勢

面對眾多功能、型號的微控制器，當設計師在設計新產品選擇微控制器時，經常會權衡一些選擇，諸如“高性能還是低成本？低功率還是附加功能？”等。當產品開發完畢發現了選擇錯誤或用戶需求發生了變化，就得花較高代價將軟件和硬件轉換到另外一個核上。如果能夠有一種產品，使得在低成本與高性能之間能夠非常簡單地移植、升級，這樣就可以事半功倍了。

另一方面，在很多情況下用戶會設計一系列產品，需要同時用到8位和32位微控制器。例如，手持血壓監測儀對功耗和成本要求嚴格會用8位微控制器，而高級的醫用血壓監測儀會用32位微控制器；住宅安全控制系統會用8位微控制器，而商業安全控制系統會用32位微控制器。另外，在同一個產品或系統中也可能會用到多個微控制器。例如，在工業網絡中，主控制器采用32位微控制器，每個探頭采用8位微控制器；在電梯系統中，主控制器會采用32位微控制器，每一層門的控制可能會采用8位微控制器；在一個POS機中會同時用到8位和32位微控制器。由于需要同時開發8位和32位產品，用戶需要不同的工程師、開發工具和軟件，成本和上市時間壓力非常大，用戶希望完全兼容的8位和32位的開發系統。

總之，由于微控制器行業發展的日新月異，存在以下情況：

● 嵌入式開發人員不斷致力于設計出性能廣泛的一系列產品；

● 對性能和功能需求的不斷提高促使8位用戶需要達到性能上的最高限度；

● 規模經濟和工藝技術的改進降低了32位微控制器的成本，使其成為大眾買得起的產品；

● 當不同bit內核需要重新編碼和不同開發工具時，要在不同bit架構上進行移植并非易事且開發速度很慢。

基于上述原因，Freescale逐步推出了具有完好兼容性的控制器聯合體（Controller Continuum），如圖1-2所示。

HCS08（簡記為S08）內核是從通用的HC08內核轉化而來的，總線速度更快，操作電壓更低，是8位機中高性能與低功耗的完美結合。RS08是HCS08內核的精簡版，它為16 KB以下內存和引腳較少的設備而設計。由于RS08內核的尺寸比HCS08小30%，提高了簡單機電設備的效率并降低了成本。

ColdFire是Freescale的32位產品，擁有一百多種獨立芯片產品，被廣泛用于消費和工業應用領域。目前包括V1、V2、V3、V4四種內核，由于它們基于同一個兼容的ISA架構，因此提供極高的可擴展性。其中，ColdFire V1內核是ColdFire V2內核的簡化版本，被設計用于32位入門級應用；ColdFire V1內核采用HCS08單引腳后臺調試模塊（BDM）來實現封裝引腳兼容性。另外，ColdFire V1內核利用了ColdFire V2微架構所具有的雙級取指令流水線和雙級操作數執行流水線；同時ColdFire V1內核具有到HCS08外設和緊耦合32位本地存儲器（Flash和SRAM）的標準化8位總線，為實現32位性能提供了理想的切入點。ColdFire V1向上兼容其他所有ColdFire內核（V2～V4）的能力保證其可以升級到更高的性能。

Freescale控制器聯合體是業內首個也是唯一一個8位到32位兼容產品的路線圖。從入門級的RS08和HCS08到全特征、高性能的ColdFire產品，微控制器使用相同的外設和開發工具，簡化了設計過程并縮短了推向市場的時間。逐步兼容即可將控制器聯合體內的設備從低端向高端轉移到下一個兼容的設備上。例如，將MC9S08JM60轉移到MCF51JM128上，然后只要花少量的時間和精力就可以轉移到MCF5221x微控制器上。

從圖1-2可以看到，控制器聯合體的關鍵是從HCS08內核到ColdFire V1內核的移植，這是控制器聯合體的連接點，而這個連接點就是Flexis系列微控制器。

Freescale公司于2007年底推出了Flexis系列微控制器的首兩款產品：8位的基于HCS08內核的MC9S08QE128微控制器和32位的基于ColdFire V1內核的MCF51QE128微控制器。它們是業內首例引腳兼容的8位與32位微控制器。隨后，Freescale公司又于2008年推出了兩款Flexis系列芯片：Flexis JM系列微控制器和Flexis AC系列微控制器。目前，Flexis JM系列已經批量生產，Flexis AC系列樣品已經上市。

每個系列都是由基于HCS08內核的8位微控制器與基于ColdFire V1內核的32位微控制器構成的。在同一對的兩款不同內核的產品中，做到了引腳封裝、外圍設備和開發工具的兼容性。利用這樣的兼容性，可使開發人員以非凡的簡便易用性、高速度、經濟高效性和超低功率在低端和高性能嵌入式設計之間靈活移植。