1.2 Flexis系列微控制器的特点与优势

面对众多功能、型号的微控制器，当设计师在设计新产品选择微控制器时，经常会权衡一些选择，诸如“高性能还是低成本？低功率还是附加功能？”等。当产品开发完毕发现了选择错误或用户需求发生了变化，就得花较高代价将软件和硬件转换到另外一个核上。如果能够有一种产品，使得在低成本与高性能之间能够非常简单地移植、升级，这样就可以事半功倍了。

另一方面，在很多情况下用户会设计一系列产品，需要同时用到8位和32位微控制器。例如，手持血压监测仪对功耗和成本要求严格会用8位微控制器，而高级的医用血压监测仪会用32位微控制器；住宅安全控制系统会用8位微控制器，而商业安全控制系统会用32位微控制器。另外，在同一个产品或系统中也可能会用到多个微控制器。例如，在工业网络中，主控制器采用32位微控制器，每个探头采用8位微控制器；在电梯系统中，主控制器会采用32位微控制器，每一层门的控制可能会采用8位微控制器；在一个POS机中会同时用到8位和32位微控制器。由于需要同时开发8位和32位产品，用户需要不同的工程师、开发工具和软件，成本和上市时间压力非常大，用户希望完全兼容的8位和32位的开发系统。

总之，由于微控制器行业发展的日新月异，存在以下情况：

● 嵌入式开发人员不断致力于设计出性能广泛的一系列产品；

● 对性能和功能需求的不断提高促使8位用户需要达到性能上的最高限度；

● 规模经济和工艺技术的改进降低了32位微控制器的成本，使其成为大众买得起的产品；

● 当不同bit内核需要重新编码和不同开发工具时，要在不同bit架构上进行移植并非易事且开发速度很慢。

基于上述原因，Freescale逐步推出了具有完好兼容性的控制器联合体（Controller Continuum），如图1-2所示。

HCS08（简记为S08）内核是从通用的HC08内核转化而来的，总线速度更快，操作电压更低，是8位机中高性能与低功耗的完美结合。RS08是HCS08内核的精简版，它为16 KB以下内存和引脚较少的设备而设计。由于RS08内核的尺寸比HCS08小30%，提高了简单机电设备的效率并降低了成本。

ColdFire是Freescale的32位产品，拥有一百多种独立芯片产品，被广泛用于消费和工业应用领域。目前包括V1、V2、V3、V4四种内核，由于它们基于同一个兼容的ISA架构，因此提供极高的可扩展性。其中，ColdFire V1内核是ColdFire V2内核的简化版本，被设计用于32位入门级应用；ColdFire V1内核采用HCS08单引脚后台调试模块（BDM）来实现封装引脚兼容性。另外，ColdFire V1内核利用了ColdFire V2微架构所具有的双级取指令流水线和双级操作数执行流水线；同时ColdFire V1内核具有到HCS08外设和紧耦合32位本地存储器（Flash和SRAM）的标准化8位总线，为实现32位性能提供了理想的切入点。ColdFire V1向上兼容其他所有ColdFire内核（V2～V4）的能力保证其可以升级到更高的性能。

Freescale控制器联合体是业内首个也是唯一一个8位到32位兼容产品的路线图。从入门级的RS08和HCS08到全特征、高性能的ColdFire产品，微控制器使用相同的外设和开发工具，简化了设计过程并缩短了推向市场的时间。逐步兼容即可将控制器联合体内的设备从低端向高端转移到下一个兼容的设备上。例如，将MC9S08JM60转移到MCF51JM128上，然后只要花少量的时间和精力就可以转移到MCF5221x微控制器上。

从图1-2可以看到，控制器联合体的关键是从HCS08内核到ColdFire V1内核的移植，这是控制器联合体的连接点，而这个连接点就是Flexis系列微控制器。

Freescale公司于2007年底推出了Flexis系列微控制器的首两款产品：8位的基于HCS08内核的MC9S08QE128微控制器和32位的基于ColdFire V1内核的MCF51QE128微控制器。它们是业内首例引脚兼容的8位与32位微控制器。随后，Freescale公司又于2008年推出了两款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系列已经批量生产，Flexis AC系列样品已经上市。

每个系列都是由基于HCS08内核的8位微控制器与基于ColdFire V1内核的32位微控制器构成的。在同一对的两款不同内核的产品中，做到了引脚封装、外围设备和开发工具的兼容性。利用这样的兼容性，可使开发人员以非凡的简便易用性、高速度、经济高效性和超低功率在低端和高性能嵌入式设计之间灵活移植。