PIC (ピック、Peripheral Interface Controller)とは、マイクロチップ・テクノロジー 社 (Microchip Technology Inc.) が製造しているマイクロコントローラ (制御用IC)製品群の総称である。
PIC32MZ2048ECM100-I/PT
PIC24FJ64GB002-I/SP
命 令 語 長 を 揃 え 命 令 数 を 抑 え た R I S C ラ イ ク な 構 造 に な っ て い る ほ か 、 コ ー ド エ リ ア と デ ー タ エ リ ア が 分 離 さ れ た ハ ー バ ー ド ・ ア ー キ テ ク チ ャ を と り 、 コ ー ド エ リ ア と デ ー タ エ リ ア と で バ ス 幅 を そ れ ぞ れ 最 適 化 し て い る の が 特 徴 で あ る 。 ﹁ ビ ッ ト コ ア ﹂ と は コ ー ド メ モ リ の 1 命 令 の ビ ッ ト 数 を 指 す 。 た と え ば 命 令 長 12 ビ ッ ト コ ア の 場 合 は コ ー ド エ リ ア の バ ス 幅 は 12 ビ ッ ト ・ デ ー タ エ リ ア の バ ス 幅 は 8 ビ ッ ト と な っ て い る 。 ま た コ ー ド ・ デ ー タ そ れ ぞ れ の ア ド レ ス 空 間 も 必 要 十 分 な サ イ ズ に 抑 え ら れ て い る 。
大 半 の 命 令 が 1 サ イ ク ル で 実 行 さ れ る が 、 シ リ ー ズ に よ り 1 サ イ ク ル あ た り の ク ロ ッ ク は 異 な る 。 8 ビ ッ ト 系 P I C ( P I C 1 0 / 1 2 / 1 6 / 1 8 系 ) は 4 ク ロ ッ ク が 1 サ イ ク ル 、 P I C 2 4 / d s P I C 系 は 2 ク ロ ッ ク が 1 サ イ ク ル 、 M I P S ア ー キ テ ク チ ャ コ ア の P I C 3 2 系 は 1 ク ロ ッ ク が 1 サ イ ク ル で あ る 。
大 多 数 の 品 種 で 、 動 作 用 の ク ロ ッ ク 発 振 回 路 を 内 蔵 し て お り 単 独 で 動 作 す る こ と が 可 能 だ が 、 高 精 度 を 要 す る 場 合 の た め に 外 付 け の 水 晶 等 を 使 用 す る 発 振 回 路 も 内 蔵 し 、 ま た 外 部 オ シ レ ー タ か ら の ク ロ ッ ク 入 力 に よ る 動 作 も 可 能 に な っ て い る 。
プ ロ グ ラ ム コ ー ド 用 の 内 蔵 メ モ リ と し て は 、 古 く は ワ ン タ イ ム R O M 、 E P R O M ︵ 紫 外 線 消 去 ︶ 品 が あ っ た が 、 現 在 で は 大 多 数 が フ ラ ッ シ ュ R O M 品 と な っ て い る 。
多 く の 品 種 で 、 不 揮 発 性 の デ ー タ 保 存 用 と し て E E P R O M が 内 蔵 さ れ て い る 。
バ ス は 多 く の 品 種 で 外 部 に 出 力 さ れ て い な い が 、 P I C 1 8 シ リ ー ズ の 多 ピ ン ︵ 1 0 0 ピ ン 等 ︶ の 品 種 な ど で は 外 部 バ ス が 用 意 さ れ て い る も の も あ る 。
パ ッ ケ ー ジ は 長 方 形 の D I P タ イ プ か ら 小 型 の 表 面 実 装 タ イ プ の も の ま で さ ま ざ ま 豊 富 な 形 態 で 供 給 さ れ て い る 。 ピ ン 数 の バ リ エ ー シ ョ ン も 豊 富 で 、 下 は 6 ピ ン の も の ︵ 俗 に 米 粒 P I C と 呼 ば れ る ︶ か ら 存 在 す る 。 G P I O ポ ー ト の ほ か 、 タ イ マ や A / D コ ン バ ー タ な ど を 内 蔵 す る も の 、 シ リ ア ル コ ン ト ロ ー ラ ( U S A R T , I I C ) や U S B コ ン ト ロ ー ラ を 内 蔵 し て い る 製 品 も あ る 。
多 く の 品 種 で G P I O ポ ー ト に は 1 ピ ン あ た り 2 5 m A ま で 流 せ る 出 力 回 路 が 採 用 さ れ て お り 、 L E D 等 を 直 接 駆 動 す る こ と が で き る 。 た だ し 1 ポ ー ト 及 び 1 素 子 当 た り の 合 計 の 出 力 電 流 に は 制 限 が あ る 。
な お P I C の 開 発 元 で あ る M i c r o c h i p 社 は 、 デ ィ ス コ ン ︵ 廃 番 、 生 産 停 止 ︶ に し な い 事 を 会 社 の 方 針 と し て お り 、 古 い チ ッ プ も 入 手 可 能 で あ る 。
そ の た め 、 設 計 の 古 い も の や 機 能 の 劣 る も の も 存 在 し 、 そ の こ と が 他 社 と の 比 較 に お い て 誤 解 さ れ 、 性 能 的 に 不 利 で あ る と い う 誤 っ た 解 釈 を さ れ る 理 由 と も な っ て い る 。
一 方 で 、 存 在 す る 過 去 の 使 用 例 や 作 例 の 蓄 積 が 時 間 を 経 た 現 在 で も 有 効 に 活 用 で き る と い う メ リ ッ ト は 大 き く 、 チ ッ プ が 入 手 で き な い た め に 見 つ け た 作 例 が 実 際 に は 生 か せ な い と い う ケ ー ス は ま れ で あ る 。
開 発 環 境 は 、 M i c r o c h i p か ら は 、 古 く は ア セ ン ブ ラ の み が 無 償 で 提 供 さ れ て い た が 、 現 在 で は M P L A B X と い う 統 合 開 発 環 境 と C コ ン パ イ ラ ( XC ) が 無 償 で 配 布 さ れ て い る ︵ 無 償 版 で は 最 適 化 な ど に 機 能 制 限 が あ る も の の コ ー ド サ イ ズ 制 限 な ど は な い ︶ 。 M P L A B X は N e t B e a n s I D E を ベ ー ス に し て い る 。
も ち ろ ん 現 在 で も ア セ ン ブ ラ も 利 用 可 能 で あ り 、 サ ー ド パ ー テ ィ ー 製 の 開 発 環 境 も 古 く か ら 何 種 類 か 発 売 さ れ て い る 。
P I C 内 蔵 の プ ロ グ ラ ム メ モ リ に 書 き 込 み を 行 う た め の ラ イ タ は 、 初 期 の も の は D I P の ゼ ロ プ レ ッ シ ャ ソ ケ ッ ト を 備 え 、 P I C チ ッ プ を ラ イ タ に 装 着 し て 書 き 込 む も の が 一 般 的 で あ っ た が 、 現 在 で は M i c r o c h i p か ら 廉 価 な 純 正 ラ イ タ の P I C K i t シ リ ー ズ が 発 売 さ れ て い る の で こ ち ら を 用 い る の が 一 般 的 と な っ て い る 。 P I C K i t を 使 用 し た 書 き 込 み は 、 回 路 上 に 用 意 し た 5 ピ ン の I C S P ( I n - C i r t u i t - S e r i a l - P r o g r a m m i n g ) コ ネ ク タ 経 由 で 行 う た め 、 い ち い ち 基 板 か ら P I C を 着 脱 す る 必 要 が な い ︵ と い う こ と は ソ ケ ッ ト を 使 わ な い 表 面 実 装 タ イ プ の P I C の 場 合 で も 使 用 で き る ︶ 。 ま た P I C K i t は 書 き 込 み の み な ら ず I C D ( I n - C i r c u i t - D e b u g ) 対 応 の 品 種 で あ れ ば デ バ ッ ガ と し て も 使 用 で き る ︵ た だ し 小 ピ ン 品 種 で I C D を サ ポ ー ト し て い る P I C は あ ま り 無 い ︶ 。
日 本 で は 、 電 子 工 作 雑 誌 で 紹 介 さ れ た り 、 秋 葉 原 な ど に あ る 電 子 パ ー ツ 店 で は 独 自 に 企 画 し た ラ イ タ な ど の キ ッ ト が 販 売 さ れ 、 P I C チ ッ プ や ラ イ タ 、 開 発 環 境 が 入 手 し や す い た め 普 及 し た 。 ま た 1 9 9 5 年 ご ろ か ら 、 ソ ニ ー P l a y S t a t i o n の C D - R O M コ ピ ー プ ロ テ ク ト を 、 ハ ー ド ウ ェ ア に 細 工 し て 回 避 す る 手 段 が 流 行 し た 。 こ の た め の 追 加 部 品 を 通 称 M O D チ ッ プ と い う が 、 こ れ に は P I C 1 2 C 5 0 8 等 が よ く 使 用 さ れ た 。 ア ン ダ ー グ ラ ウ ン ド で は 数 千 円 で 売 ら れ て い た M O D チ ッ プ が 、 自 分 で P I C に プ ロ グ ラ ム を 書 き 込 め ば 数 百 円 で 作 れ る た め 、 こ れ を 糸 口 と し て 普 及 が 進 ん だ 側 面 も あ る 。
P I C マ イ ク ロ コ ン ピ ュ ー タ の 入 手 性 は 他 の マ イ ク ロ コ ン ピ ュ ー タ と 比 べ て 格 段 に 良 く 、 特 に D I P パ ッ ケ ー ジ と 呼 ば れ る 扱 い や す い パ ッ ケ ー ジ の 豊 富 さ か ら 、 日 本 で の ア マ チ ュ ア 電 子 工 作 に お い て は ゆ る ぎ な い 人 気 を 維 持 し て い る 。 P I C は 電 子 部 品 を 扱 う 複 数 の 会 社 が キ ッ ト で 提 供 し て い る た め 、 電 子 工 作 で よ く 使 わ れ て い る 。 今 ま で 専 用 の L S I や IC な ど で 構 成 さ れ て い た 回 路 を P I C に 置 き 換 え て い る 電 子 工 作 キ ッ ト な ど も あ る 。
近 年 で は 後 発 の A t m e l A V R マ イ コ ン と そ れ を 利 用 し た A r d u i n o や 、 A R M ア ー キ テ ク チ ャ を 採 用 し た 32 ビ ッ ト 級 マ イ ク ロ コ ン ト ロ ー ラ が 台 頭 し て い る な ど 、 ラ イ バ ル も 多 い 。 ︵ な お A t m e l 社 は 2 0 1 6 年 1 月 、 M i c r o c h i p 社 に 買 収 さ れ た ︶ 。
P I C は ︵ 特 に 初 期 の 12 ビ ッ ト コ ア ・ 14 ビ ッ ト コ ア は ︶ 制 限 が 多 く プ ロ グ ラ ミ ン グ し に く い ア ー キ テ ク チ ャ で あ っ た が 、 そ の 後 、 高 級 言 語 ︵ C 言 語 ︶ で も 扱 い や す く な る よ う な 機 能 拡 張 が 行 わ れ た シ リ ー ズ も 増 え て い る 。
すべてのPICに搭載されている機能(*の付いた副機能のみ非搭載機種もある)
発振回路
外部発振回路
水晶振動子 発振
外部からクロックを供給
RC発振*
内部発振回路*(RC 発振回路・4-16MHz程度)
高精度(誤差±1-5%程度)内部発振回路* (品種によっては工場出荷時に校正値がプログラムフラッシュの特定アドレスに書き込まれているため、これを消去してしまわないよう注意が必要)
PLL回路(クロックソースを3逓倍あるいは4逓倍できる)*
リセット (プログラムの先頭に戻る)
割り込み
外部割込み
内部割込み
AD変換完了*
EEPROM にライト完了*
タイマのオーバーフロー(桁あふれ)
スリープ (動作を停止し低消費電力となる)
一部品種に搭載されている機能
8bit PICシリーズ(データメモリが8ビット幅)
編集
令 長 12 、 14 ビ ッ ト コ ア シ リ ー ズ の 特 徴
● C P U の 内 蔵 レ ジ ス タ は W レ ジ ス タ ︵ ア キ ュ ム レ ー タ ︶ 一 つ し か な い 。 デ ー タ メ モ リ 空 間 に は S F R ( S p e c i a l F u n c t i o n R e g i s t e r ) と G P R ︵ G e n e r a l P u r p o s e R e g i s t e r 。 い わ ゆ る R A M ︶ が 混 在 し て い る 。 一 般 的 に は マ イ ク ロ コ ン ト ロ ー ラ の 周 辺 機 能 の レ ジ ス タ を S F R と 呼 ぶ が 、 P I C に お い て は プ ロ グ ラ ム カ ウ ン タ や ス テ ー タ ス レ ジ ス タ 、 イ ン デ ッ ク ス レ ジ ス タ な ど 、 一 般 的 に は C P U 内 蔵 レ ジ ス タ と な っ て い る も の ま で が S F R と し て デ ー タ メ モ リ 空 間 上 に 存 在 し て い る 。
● デ ー タ メ モ リ 空 間 は ﹁ レ ジ ス タ フ ァ イ ル ﹂ と 呼 ば れ 、 ア ド レ ス 0 x 0 0 - 0 x 7 F ︵ 命 令 長 12 ビ ッ ト コ ア の 場 合 0 x 0 0 - 0 x 1 F ︶ を レ ジ ス タ の よ う な 感 覚 で 高 速 に ア ク セ ス で き る よ う に な っ て い る が 、 こ の 範 囲 を 超 え る ア ド レ ス は バ ン ク 切 り 替 え で ア ク セ ス す る 必 要 が あ り 、 リ ニ ア な メ モ リ ア ク セ ス に 難 が あ る 。
● G O T O 、 C A L L 命 令 の ア ド レ ス 指 定 部 が 限 ら れ て い る た め 、 一 定 サ イ ズ 以 上 の プ ロ グ ラ ム は ペ ー ジ 切 り 替 え を 必 要 と す る 。
● 定 数 テ ー ブ ル は 作 れ な い の で ︵ コ ー ド 空 間 と デ ー タ 空 間 が 分 離 さ れ て い る ハ ー バ ー ド ア ー キ テ ク チ ャ で あ り 、 R O M は す べ て コ ー ド 空 間 に 存 在 す る た め ︶ 、 リ テ ラ ル を W レ ジ ス タ に 返 す リ タ ー ン 命 令 ( R E T L W ) を 並 べ て 代 用 す る 。
● 一 般 的 な C P U の よ う な ジ ャ ン プ 先 を 指 定 で き る 条 件 ジ ャ ン プ 命 令 を 持 っ て お ら ず 、 あ る の は ﹁ ビ ッ ト テ ス ト 結 果 で 次 の 命 令 を ス キ ッ プ ﹂ す る B T F S C , B T F S S 命 令 だ け で あ る 。 こ れ ら と G O T O 命 令 等 を 組 み 合 わ せ て 条 件 分 岐 せ ざ る を 得 な い た め 、 直 感 的 で な い コ ー デ ィ ン グ を 強 要 さ れ る 。
● 命 令 長 12 ビ ッ ト コ ア は 割 り 込 み 機 構 を 持 っ て い な い 。 割 り 込 み 機 構 が あ る 14 ビ ッ ト コ ア で も 、 割 り 込 み 時 の 自 動 コ ン テ キ ス ト 保 存 は 一 切 行 わ れ な い た め プ ロ グ ラ ム で 対 応 す る 必 要 が あ る 。
● ス タ ッ ク は 一 般 的 な C P U の よ う に デ ー タ メ モ リ 空 間 を 使 用 す る の で は な く 、 R E T U R N 系 命 令 の 戻 り 先 を 積 む た め の 専 用 メ モ リ が 用 意 さ れ て い る ︵ ハ ー ド ウ ェ ア ス タ ッ ク ︶ 。 段 数 は 命 令 長 12 ビ ッ ト コ ア で は 2 レ ベ ル ・ 命 令 長 14 ビ ッ ト コ ア で は 8 レ ベ ル と 限 ら れ て い る の で あ ま り 深 い ネ ス ト は で き な い 。
● 古 い 品 種 で は G P I O 出 力 ・ 入 力 共 に P O R T n レ ジ ス タ を 使 用 す る 。 P O R T n レ ジ ス タ は 読 み 込 む と ポ ー ト の 入 出 力 設 定 に 関 わ ら ず 常 に ピ ン の 状 態 が 読 み 込 ま れ る 。 こ の た め リ ー ド モ デ ィ フ ァ イ ラ イ ト に は 注 意 が 必 要 で あ っ た が 、 比 較 的 新 し い 品 種 で は G P I O 出 力 ラ ッ チ レ ジ ス タ L A T n が 新 設 さ れ 、 こ の 問 題 に 対 応 し て い る 。
E n h a n c e d ミ ッ ド レ ン ジ コ ア ( 命 令 長 14 ビ ッ ト ) シ リ ー ズ の 特 徴
● 後 述 の 命 令 長 16 ビ ッ ト コ ア の 登 場 後 、 そ の 機 能 を 一 部 取 り 込 ん で 新 た に 投 入 さ れ た 拡 張 版 の 命 令 長 14 ビ ッ ト コ ア ア ー キ テ ク チ ャ 。 命 令 数 の 増 加 ・ コ ー ド メ モ リ / デ ー タ メ モ リ の リ ニ ア 化 ・ ス タ ッ ク の 倍 増 ︵ 16 レ ベ ル ︶ ・ 割 り 込 み 時 の ハ ー ド ウ ェ ア に よ る コ ン テ キ ス ト 保 存 な ど が 強 化 さ れ て い る 。
命 令 長 16 ビ ッ ト コ ア シ リ ー ズ の 特 徴
● 命 令 長 1 2 , 1 4 ビ ッ ト シ リ ー ズ を ベ ー ス に 、 ア ー キ テ ク チ ャ を 高 級 言 語 向 き に 改 良 す る な ど 、 よ り 汎 用 マ イ コ ン ら し く 拡 張 さ れ て い る 。
● コ ー ド メ モ リ の ペ ー ジ 切 り 替 え は 必 要 な く な っ た 。
● デ ー タ メ モ リ も バ ン ク を 意 識 す る こ と な く リ ニ ア に ア ク セ ス で き る 命 令 が 拡 張 さ れ た 。
● コ ー ド メ モ リ 空 間 を デ ー タ と し て 読 み 出 す た め の 命 令 が 追 加 さ れ た 。
● ハ ー ド ウ ェ ア ス タ ッ ク は 32 レ ベ ル に 拡 張 さ れ た 。
● 最 大 C P U ク ロ ッ ク は 品 種 に よ る が 4 0 - 6 4 M H z ︵ 1 命 令 実 行 サ イ ク ル に 4 ク ロ ッ ク を 要 す る 点 は 命 令 長 1 2 , 1 4 ビ ッ ト コ ア シ リ ー ズ と 同 様 ︶
● 命 令 長 12 ビ ッ ト 、 14 ビ ッ ト コ ア の 品 種 で は プ ロ グ ラ ム メ モ リ 容 量 を ワ ー ド ( 命 令 長 ) 単 位 で 表 記 し て い た が 、 命 令 長 16 ビ ッ ト コ ア の 品 種 で は 基 本 的 に バ イ ト ︵ 8 ビ ッ ト ︶ 単 位 で 表 記 し 、 ワ ー ド 単 位 表 記 も 併 記 さ れ る 形 に な っ た の で 注 意 が 必 要 で あ る 。 す な わ ち プ ロ グ ラ ム メ モ リ 3 2 K B の 品 種 で は 、 1 6 3 8 4 命 令 ま で の プ ロ グ ラ ム が 格 納 可 能 と な る 。
ベ ー ス ラ イ ン シ リ ー ズ ︵ 命 令 12 ビ ッ ト 長 コ ア ︶
P I C 1 0 系
こ の シ リ ー ズ は 全 て 6 ピ ン で あ る ︵ 表 面 実 装 パ ッ ケ ー ジ の 場 合 。 D I P の 場 合 は N C 2 ピ ン を 加 え て 8 ピ ン と し て い る ︶
1 0 F 2 0 0
1 0 F 2 0 2 等
P I C 1 2 系
P I C 1 2 は 初 期 か ら あ る 8 ピ ン の シ リ ー ズ で あ る 。 初 期 の 品 種 は 12 ビ ッ ト コ ア だ が 、 そ の 後 14 ビ ッ ト コ ア ・ E n h a n c e d ミ ッ ド レ ン ジ ︵ 拡 張 版 命 令 14 ビ ッ ト 長 コ ア ︶ の 品 種 も 加 わ っ て い る 。
1 2 C 5 0 8 , 5 0 9
初 期 の 、 プ ロ グ ラ ム メ モ リ に ワ ン タ イ ム P R O M ︵ 1 回 の み 書 き 込 み 可 能 ︶ を 使 用 し た 品 種 。 開 発 用 の 紫 外 線 消 去 窓 付 き の 品 種 ( CE ) も あ っ た 。
1 2 F 5 0 8 , 5 0 9
1 2 C 5 0 8 , 5 0 9 の フ ラ ッ シ ュ 版
ミ ッ ド レ ン ジ シ リ ー ズ ︵ 命 令 14 ビ ッ ト 長 コ ア ︶
P I C 1 2 系
1 2 F 6 2 9
発 振 回 路 ( 4 M H z ) を 内 蔵 し 単 独 動 作 可 能 な 8 P i n の P I C
1 2 F 6 7 5
1 2 F 6 2 9 に A / D コ ン バ ー タ を 追 加
1 2 F 6 8 3
C C P を 搭 載 ・ 内 部 ク ロ ッ ク 8 M H z
P I C 1 6 系
1 6 F 8 4 A
多 数 の P I C 入 門 書 で 取 り 上 げ ら れ た 定 番 機 種 ︵ だ が 、 周 辺 機 能 は G P I O と タ イ マ し か な い ︶ 。
1 6 F 6 4 8 A
1 6 F 8 4 A に 多 彩 な 機 能 を 追 加 搭 載 、 発 振 回 路 ( 4 M H z ) 内 蔵 し た た め 単 独 動 作 で 実 験 で き る た め 扱 い や す い 、 C C P ・ U S A R T を 搭 載
1 6 F 8 8
1 8 P i n の P I C で は 最 も 多 機 能 な 機 種 、 A / D コ ン バ ー タ 搭 載 、 内 蔵 ク ロ ッ ク 8 M H z 搭 載 ︵ 1 6 F 8 4 A の 後 継 ︶
1 6 F 8 7 7 A
4 0 p i n と I / O の 数 も 多 く 機 能 も 1 6 F 8 8 以 上 、 プ ロ グ ラ ム メ モ リ も 8 K ワ ー ド で 大 容 量
1 6 F 8 8 7
1 6 F 8 7 7 A の 改 良 版 。 発 振 回 路 を 内 蔵 し 、 A / D コ ン バ ー タ の ピ ン 数 が 増 え て い る 。
1 6 F 8 7 6 A
1 6 F 8 7 7 A の 2 8 p i n 版
1 6 F 8 8 6
1 6 F 8 8 7 の 2 8 p i n 版
1 6 F 1 8 2 7
1 6 F 8 8 の 後 継
E n h a n c e d ミ ッ ド レ ン ジ シ リ ー ズ ︵ 拡 張 版 命 令 14 ビ ッ ト 長 コ ア ︶
P I C 1 2 系
1 2 F 1 5 7 1 等
P I C 1 6 系
1 6 F 1 9 x x 等
1 6 F 1 4 5 5
14 ピ ン な が ら U S B ︵ デ バ イ ス ︶ モ ジ ュ ー ル を 備 え る 。
ハ イ エ ン ド シ リ ー ズ ︵ 命 令 16 ビ ッ ト 長 コ ア ︶
2 0 1 6 年 6 月 現 在 、 こ の シ リ ー ズ に 属 す る 物 は P I C 1 8 シ リ ー ズ の み で あ る
P I C 1 8 系 , P I C 1 8 K シ リ ー ズ , P I C 1 8 J シ リ ー ズ
● P I C 1 8 K シ リ ー ズ は 低 消 費 電 力 ・ 高 パ フ ォ ー マ ン ス ア プ リ ケ ー シ ョ ン に 対 応 し た シ リ ー ズ と 位 置 づ け ら れ て い る ︵ 反 面 、 チ ッ プ ト ー タ ル で の ポ ー ト 駆 動 能 力 は 他 品 種 に 比 べ て 低 い 場 合 が あ る ︶ 。
● P I C 1 8 J シ リ ー ズ は 高 機 能 シ リ ー ズ と な っ て お り 、 最 大 の も の は 1 0 0 ピ ン パ ッ ケ ー ジ で 外 部 メ モ リ バ ス イ ン タ フ ェ イ ス を 備 え る 。
1 8 F 4 5 2 0
4 0 P i n 。 プ ロ グ ラ ム メ モ リ は 3 2 K B ( 1 6 K ワ ー ド ) 、 R A M は 約 1 . 5 K B
1 8 F 2 5 5 0
2 8 P i n 。 U S B ︵ デ バ イ ス ︶ モ ジ ュ ー ル を 内 蔵
1 8 F 4 5 5 0
1 8 F 2 5 5 0 の 4 0 P i n 版
1 8 F 2 6 2 0
2 8 P i n 。 8 7 2 2 と 同 じ R A M 容 量 を も つ
1 8 F 4 6 2 0
1 8 F 2 6 2 0 の 4 0 P i n 版
1 8 F 8 7 2 2
8 0 P i n T Q F P パ ッ ケ ー ジ 、 プ ロ グ ラ ム メ モ リ は 1 2 8 K B 、 R A M も 約 4 K B と 大 容 量
1 8 F 1 4 K 5 0
2 0 P i n 。 U S B ︵ デ バ イ ス ︶ モ ジ ュ ー ル を 内 蔵 。 手 頃 な ピ ン 数 で 手 軽 に 扱 え る U S B マ イ コ ン と し て 近 年 よ く 利 用 さ れ て い る 。
1 8 F 2 4 8 0
2 8 P i n 。 自 動 車 の 車 載 E C U 間 及 び 診 断 用 コ ネ ク タ な ど と の 通 信 に 使 用 さ れ る C A N イ ン タ フ ェ イ ス を 実 装 し た E C A N モ ジ ュ ー ル を 備 え る 。
E L M E l e c t r o n i c s 社 の E L M 3 2 7 ︵ 英 語 版 ︶ と い う O B D 2 ︵ 標 準 化 さ れ た 診 断 用 コ ネ ク タ ︶ - 非 同 期 シ リ ア ル 変 換 チ ッ プ は 、 1 8 F 2 4 8 0 に フ ァ ー ム ウ ェ ア を 書 き 込 ん だ 製 品 で あ る ︵ 低 消 費 電 力 版 E L M 3 2 7 L は 1 8 F 2 5 K 8 0 を 使 用 ︶ 。 E L M 3 2 7 と B l u e t o o t h ( S P P ) モ ジ ュ ー ル を 組 み 合 わ せ ド ン グ ル 状 に し た O B D 2 - B l u e t o o t h ア ダ プ タ も ま た 通 称 E L M 3 2 7 と 呼 ば れ て い る 。 E L M E l e c t r o n i c s 社 は 当 初 コ ー ド プ ロ テ ク ト を か け ず に チ ッ プ を 出 荷 し て し ま っ た た め 、 デ ッ ド コ ピ ー 品 が 大 量 に 出 回 っ て し ま っ て い る 。
2 0 0 1 年 に マ イ ク ロ チ ッ プ 社 は d s P I C シ リ ー ズ を 発 表 し [ 1 ] 、 2 0 0 4 年 後 半 に 出 荷 を 開 始 し た 。
マ イ ク ロ チ ッ プ 社 に よ る 本 格 的 な 16 ビ ッ ト の マ イ ク ロ コ ン ト ロ ー ラ で あ る 。
P I C 2 4 は 一 般 的 な 目 的 用 で あ り 、 d s P I C は D S P の 能 力 を 追 加 し た も の で あ る 。
(一) P I C 2 4 こ の シ リ ー ズ に は プ ロ グ ラ ム メ モ リ 2 5 6 K B 、 R A M 3 2 K B と い っ た 大 容 量 な も の も あ る
● P I C 2 4 F 系 最 大 16 M I P S
● P I C 2 4 H 系 最 大 4 0 M I P S
● P I C 2 4 E 系 最 大 7 0 M I P S
(二) d s P I C 命 令 24 ビ ッ ト 長 ・ デ ー タ 長 16 ビ ッ ト の C P U コ ア と 、 D S P を 内 蔵
● d s P I C 3 0 F 系 最 大 3 0 M I P S
● d s P I C 3 3 F 系 最 大 4 0 M I P S
● d s P I C 3 3 E 系 最 大 7 0 M I P S
そ れ で い て そ れ 以 前 の P I C ア ー キ テ ク チ ャ に 類 似 し て い る に も か か わ ら ず 、 飛 躍 的 に 拡 張 さ れ て い る : [ 2 ]
● す べ て の レ ジ ス タ は 16 ビ ッ ト 幅
● 命 令 実 行 サ イ ク ル が こ れ ま で の P I C ア ー キ テ ク チ ャ の 4 ク ロ ッ ク サ イ ク ル か ら 、 2 ク ロ ッ ク サ イ ク ル に 短 縮 さ れ た
● デ ー タ ア ド レ ス 空 間 は 6 4 K B に 拡 張 さ れ る
● 最 初 の 2 K B は 周 辺 機 器 コ ン ト ロ ー ル レ ジ ス タ と し て 予 約 さ れ る
● デ ー タ バ ン ク 切 り 替 え は R A M が 6 2 K B を 超 え る ま で 必 要 な い
● ﹁ f オ ペ ラ ン ド ﹂ に よ る 直 接 的 な ア ド レ ス 指 定 は 13 ビ ッ ト に 拡 張 さ れ る ( 8 K B )
● 1 6 W レ ジ ス タ が 、 レ ジ ス タ 間 命 令 用 に 利 用 で き る ︵ た だ し f オ ペ ラ ン ド と は 常 に W 0 が 参 照 さ れ る ︶
● プ ロ グ ラ ム カ ウ ン タ は 22 ビ ッ ト ︵ ビ ッ ト 2 2 : 1 が 有 効 で 、 b i t 0 は 常 に 0 ︶
● 命 令 は 24 ビ ッ ト 幅
● 命 令 は バ イ ト ( B = 1 ) お よ び 16 ビ ッ ト 形 態 ( B = 0 ) を と る
● ス タ ッ ク は R A M の 中 に と ら れ る ︵ W 1 5 が ス タ ッ ク ポ イ ン タ ︶ ; ハ ー ド ウ ェ ア ス タ ッ ク は 存 在 し な い
● W 1 4 は フ レ ー ム ポ イ ン タ
● R O M に 格 納 さ れ た デ ー タ は 直 接 参 照 で き る ︵ プ ロ グ ラ ム 空 間 が 読 め る ︶
● 異 な る 割 り 込 み ソ ー ス か ら の 割 り 込 み ベ ク タ が サ ポ ー ト さ れ る
い く つ か の 特 長 :
● ハ ー ド ウ ェ ア 積 和 演 算
● バ レ ル シ フ タ
● ビ ッ ト 反 転
● 1 6 x 1 6 ビ ッ ト の 1 サ イ ク ル で の 積 算 お よ び そ の 他 の D S P 命 令
● ハ ー ド ウ ェ ア 除 算 支 援 ︵ 1 6 / 3 2 ビ ッ ト 除 算 で 19 サ イ ク ル ︶
● ル ー プ 処 理 に 対 す る ハ ー ド ウ ェ ア 支 援 ( ゼ ロ オ ー バ ー ヘ ッ ド ル ー プ )
● ダ イ レ ク ト メ モ リ ア ク セ ス
d s P I C で は マ イ ク ロ チ ッ プ X C 1 6 コ ン パ イ ラ ︵ C 3 0 と 呼 ば れ る ︶ を 使 用 す る こ と で C 言 語 で プ ロ グ ラ ミ ン グ で き る 。 こ れ は G C C の 一 種 で あ る 。
プ ロ グ ラ ム 用 R O M は 24 ビ ッ ト 幅 で あ る 。 ソ フ ト ウ ェ ア は 16 ビ ッ ト 幅 で こ の R O M に ア ク セ ス で き る 。 16 ビ ッ ト 2 ワ ー ド と し て 読 み 込 む と 、 1 ワ ー ド 目 は 16 ビ ッ ト 、 2 ワ ー ド 目 は 8 ビ ッ ト で あ り 、 上 位 8 ビ ッ ト は 0 が 設 定 さ れ る 。 プ ロ グ ラ ム カ ウ ン タ は 23 ビ ッ ト 幅 で あ る が 、 最 下 位 ビ ッ ト は 常 に 0 で あ り 、 実 質 的 に は 22 ビ ッ ト で あ る 。
命 令 は 大 き く 2 種 類 あ る 。
一 つ は ク ラ シ ッ ク な P I C 命 令 で あ り 、 W 0 お よ び 指 定 さ れ た f レ ジ ス タ ︵ 例 え ば 最 初 の 8 K B の R A M ︶ の 間 の 処 理 で あ る 。 出 力 先 は ビ ッ ト 設 定 に よ り 選 択 さ れ 、 処 理 結 果 と し て 書 き 換 え ら れ る 。 W レ ジ ス タ は メ モ リ マ ッ プ で あ る 。 つ ま り f オ ペ ラ ン ド は あ ら ゆ る W レ ジ ス タ で あ る と い え る だ ろ う 。
2 0 0 7 年 11 月 、 マ イ ク ロ チ ッ プ 社 は 新 し い 32 ビ ッ ト マ イ ク ロ コ ン ト ロ ー ラ で あ る P I C 3 2 M X フ ァ ミ リ ー を 発 表 し た 。
最 初 の ラ イ ン ナ ッ プ は 業 界 標 準 で あ る M I P S ア ー キ テ ク チ ャ を 採 用 し て い る [ 3 ] 。
こ の 製 品 は M i c r o c h i p M P L A B C C o m p i l e r f o r P I C 3 2 M C U s に よ っ て プ ロ グ ラ ム を 作 成 で き る 。 こ の コ ン パ イ ラ は G N U コ ン パ イ ラ コ レ ク シ ョ ン の 派 生 で あ る 。
最 初 の 18 モ デ ル ︵ P I C 3 2 M X 3 x x お よ び P I C 3 2 M X 4 x x ︶ は 既 存 の 16 ビ ッ ト 製 品 で あ る P I C 2 4 F x x G A 0 x x フ ァ ミ リ ー と ピ ン 配 置 お よ び 周 辺 サ ポ ー ト に 互 換 性 が あ り 、 同 じ ソ フ ト ウ ェ ア ラ イ ブ ラ リ や ハ ー ド ウ ェ ア の 装 置 が 使 用 で き る
今 日 で は 28 ピ ン の よ り 小 さ な Q F N パ ッ ケ ー ジ が 出 荷 さ れ て お り 、 ハ イ パ フ ォ ー マ ン ス 向 け に イ ー サ ネ ッ ト 、 C A N 、 U S B O n - T h e - G o の サ ポ ー ト が 含 ま れ る 製 品 も あ る 。 ミ ッ ド レ ン ジ の 32 ビ ッ ト マ イ ク ロ コ ン ト ロ ー ラ の す べ て の フ ァ ミ リ ー が 利 用 可 能 で あ る 。
P I C 3 2 ア ー キ テ ク チ ャ は マ イ ク ロ チ ッ プ 社 の ポ ー ト フ ォ リ オ に い く つ か の 新 し い 特 長 を も た ら し て い る :
最大512KBのフラッシュメモリ
1つのインストラクションは1クロックで実行される
キャッシュメモリのある初めてのプロセッサ
RAMから実行可能になった
フルスピード対応のUSBデバイスまたはOTGホストとなれる二役のサポート
JTAG にフル対応および2ワイヤーによるROM書き換えおよびデバッグ
リアルタイムトレース
2013年11月、マイクロチップ社はMIPS M14KコアをベースとしたPIC32MZシリーズのマイクロプロセッサを発表した。
PIC32MZシリーズの特長:[4]
200 MHz動作、および330 DMIPS、3.28 CoreMark/MHzのパフォーマンス
2MBのフラッシュメモリおよび512KBのRAM
新しい周辺サポート。ハイスピードUSBおよび暗号化エンジン、SQI
ELAN Microelectronics Corp. ELAN社は13ビット命令長のPICライクなマイクロコントローラーを発表している。[5] この命令セットは14ビット命令セットのミッドレンジにもっとも互換性があるが、レジスターアドレスが6ビットであり(16個の専用目的のレジスタおよび48バイトのRAM)10ビット(1024ワード)のプログラム空間である。10ビットのプログラムカウンターはR2としてアクセスできる。
下位のビットのみが読み込み可能であり、上位のビットが書き込みやクリアができる。
TBL命令の例外によって、あらかじめ保存された下位バイト8-9が書き換えられる。(原文:which modifies the low byte while preserving bits 8 and 9.) 7つの即時積算命令が14ビットのPICの同等命令に対応する。オペコードを示すビットが3ではなく4ビットあるが、それらはそこだけではなく、追加されるソフトウェア割り込みに割り当てられている。
いくつかの雑多な命令が追加されており、述語の変更であるが、(PICオプションレジスタはコントロールレジスタと呼ばれる; PIC 1-3はTRISレジスター、5-7はI/Oコントロールレジスタ)明らかに同等である。
いくつかのモデルはほかのPICにあるような複数のROMやRAMバンクを持つ。
H o l t e k は 多 種 の P I C ラ イ ク な マ イ ク ロ コ ン ト ロ ー ラ ー を 発 表 し て お り [ 6 ] 、 H T 3 7 、 H T 4 x 、 H T 5 6 、 H T 6 x 、 H T 8 2 、 H T 9 5 フ ァ ミ リ ー な ど で あ る 。 14 ビ ッ ト の ミ ッ ド レ ン ジ の P I C マ イ ク ロ コ ン ト ロ ー ラ ー に 似 て い る が 、 正 確 な ク ロ ー ン で は な い 。
ス テ ー タ ス レ ジ ス タ は 算 術 的 な オ ー バ ー フ ロ ー フ ラ グ を 持 ち 、 い く つ か の 追 加 命 令 を 含 み 、 2 ポ イ ン タ を 使 用 す る 非 直 接 的 な レ ジ ス タ を 含 む 。
3 種 類 の 命 令 幅 が あ る :
● 14 ビ ッ ト 命 令 セ ッ ト 、 11 ビ ッ ト R O M ア ド レ ス ( 2 K x 1 4 ビ ッ ト ) お よ び 7 ビ ッ ト R A M ア ド レ ス
● 15 ビ ッ ト 命 令 セ ッ ト 、 12 ビ ッ ト R O M ア ド レ ス ( 4 K x 1 5 ビ ッ ト ) お よ び 8 ビ ッ ト R A M ア ド レ ス
● 16 ビ ッ ト 命 令 セ ッ ト 、 13 ビ ッ ト R O M ア ド レ ス ( 8 K x 1 6 ビ ッ ト ) お よ び 8 ビ ッ ト R A M ア ド レ ス 。 い く つ か の 拡 張 R O M お よ び R A M を バ ン ク と し て 利 用 で き る
基 本 的 な 1 4 - b i t P I C 命 令 セ ッ ト に な い 命 令 は :
● キ ャ リ ー を 足 し た り 引 い た り す る 命 令
● キ ャ リ ー を 無 視 し て 右 や 左 に ビ ッ ト ロ ー テ ー ト
● 0 か ど う か テ ス ト し て ス キ ッ プ す る ( イ ン ク リ メ ン ト や デ ク リ メ ン ト を 伴 わ な い )
● す べ て の ビ ッ ト を 1 に す る ( C L R 命 令 が 全 て を 0 に す る よ う に )
● R O M か ら テ ー ブ ル 読 み 込 み
● C L R W D T 1 お よ び C L R W D T 2 命 令 は ウ ォ ッ チ ド ッ グ タ イ マ ー を リ セ ッ ト す る た め に 使 わ れ る 。
オ リ ジ ナ ル の P I C と の 特 筆 す べ き 差 異 :
引き算はアキュムレータ から引かれる
TRIS/OPTION命令がない。全てのレジスタはアドレスを持つ
ソフトウェアはすべてのサブルーチンスタックを利用できる。スタックがいっぱいのときに割り込みはマスクされ、その関数が抜けるときに初めて実行される
M P L A B X C C o m p i l e r
W i n d o w s 版 ( x 8 6 / x 6 4 ) 、 L i n u x 版 3 2 - B i t a n d L i n u x 6 4 - B i t ( R e q u i r e s 3 2 - B i t C o m p a t i b i l i t y L i b r a r i e s ) 、 M a c 版 ( 1 0 . X ) の コ ン パ イ ラ が 無 料 で 提 供 さ れ て お り 、 そ れ ぞ れ 、 M P L A B X C 8 C o m p i l e r 、 M P L A B X C 1 6 C o m p i l e r 、 M P L A B X C 3 2 C o m p i l e r の 3 種 の コ ン パ イ ラ で 、 発 売 中 の す べ て の P I C マ イ ク ロ コ ン ピ ュ ー タ に 対 応 し て い る 。 統 合 開 発 環 境 で あ る M P L A B X に 統 合 し て 使 用 さ れ る 。 マ イ ク ロ チ ッ プ ・ テ ク ノ ロ ジ ー 社 が 公 開 し て い る ラ イ ブ ラ リ や サ ン プ ル コ ー ド を そ の ま ま 利 用 で き る 利 点 が あ る 。 最 適 化 機 能 に 制 限 の な い P R O 版 と 、 最 適 化 機 能 が 制 限 さ れ た F r e e 版 、 S t a n d a r d 版 が あ る が 、 個 人 レ ベ ル で の 使 用 で は F r e e 版 で 必 要 ・ 十 分 な 機 能 を 得 ら れ る 。 F r e e 版 は 、 P R O 版 と 全 く 同 じ デ バ イ ス と コ マ ン ド を サ ポ ー ト し 、 使 用 時 間 と メ モ リ 使 用 量 に も 制 限 は な い 。 ほ と ん ど の 用 途 で 十 分 な コ ー ド 最 適 化 機 能 を 備 え た 、 機 能 に 制 限 の な い ラ イ セ ン ス で 使 う こ と が で き る 。
C C S P I C C C o m p i l e r
対 象 と な る P I C の 種 類 ︵ ビ ッ ト 数 ︶ お よ び 開 発 環 境 の オ ペ レ ー テ ィ ン グ シ ス テ ム に よ り 製 品 が 分 か れ て い る 。 初 期 の バ ー ジ ョ ン は 専 用 の I D E が 付 属 し て い た が 、 最 近 の バ ー ジ ョ ン で は M P L A B に 統 合 し て 使 用 す る よ う に な っ て い る 。
H I - T E C H P I C C C o m p i l e r
M P L A B に 統 合 す る ほ か E c l i p s e を ベ ー ス と し た 独 自 の I D E で 使 用 で き る 。 出 力 可 能 な 容 量 が 制 限 さ れ た P I C C L i t e は 無 償 で 使 用 で き る 。
m i k r o E l e k t r o n i k a m i k r o C f o r P I C
SD カ ー ド や キ ャ ラ ク タ L C D を 含 む 多 く の ラ イ ブ ラ リ が 標 準 で つ い て い る 。 独 自 の I D E に な っ て い る 。 対 応 す る シ リ ー ズ は 1 2 , 1 6 , 1 8 シ リ ー ズ の ほ ぼ 全 て 。 P I C 2 4 や d s P I C シ リ ー ズ は 別 製 品 に な っ て い る 。 無 償 バ ー ジ ョ ン で は 出 力 が 2 K ワ ー ド に 制 限 さ れ る が 、 そ の 範 囲 内 で あ れ ば 有 償 版 と 同 じ ラ イ ブ ラ リ が つ か え る 。 ま た 、 B a s i c 版 と P a s c a l 版 も 販 売 さ れ て い る 。 H I - T E C H の コ ン パ イ ラ と 違 い 、 i n c l u d e 文 が 不 要 だ っ た り 、 大 文 字 と 小 文 字 は 区 別 し な い な ど の 違 い が あ る 。
S D C C ( S m a l l D e v i c e C C o m p i l e r )
小 型 デ バ イ ス 向 け の フ リ ー の C コ ン パ イ ラ 。 P I C を 含 む 複 数 の デ バ イ ス に 対 応 し て お り 、 マ ル チ プ ラ ッ ト フ ォ ー ム で 動 作 す る 。