8位MCU（微控制器）设计趋势：CISC向RISC低头

对于不同的微控制器（MCU）产品应用，不仅需要考虑不同厂家MCU的性价比，而且还需要考虑不同指令系统下MCU应用特点。针对不断涌现出来的新的智能化电子产品，人们一直在开发适合于不同嵌入式系统应用的MCU新产品。不同厂家的MCU产品其指令集各不相同，特别是指令集系统架构的不同，如市场上广泛应用的MCS51系列和PIC系列微控制器则分别采用CISC指令系统和RISC指令系统。

微控制器按照指令系统可以分为CISC、RISC、类RISC（RISC-LIKE）等几种。传统的MCS51控制器属于CISC型，其代码密度高，但大多数指令需要多个时钟周期完成。RISC型一般指令密度较低，但指令效率很高。类RISC型则兼有CISC和RISC的优点。RISC和类RISC之所以有如此高的指令效率，得益于小指令集带来的硬布线结构和流水线结构。简单的指令集可以用硬布线进行指令译码，而不需要用微码控制的方式，提高了译码的效率。流水线结构将指令分成几步完成，在流水线填满工作时，每条指令的平均执行时间（CPI）在1个时钟周期左右。一般来说，RISC比同等的CISC要快50%--70%，同时更容易设计和纠错。

因此，目前对8位微控制器的产品开发和研究设计主要是以兼容市场上已被客户广泛采用的产品为前提，不断提高性能并降低功耗以适应市场竞争和技术发展。对于原先为CISC指令系统的微控制器产品，在层出不穷的更新系列中已经渐渐的融合进了RISC思想；对于采用RISC指令系统的微控制器来说，更多的做法仍然是针对高性能低功耗的需求对其整个体系架构不断地进行优化和改善，尤其是流水线结构的改进最为多见。

审核编辑：汤梓红