常用嵌入式處理器的類型
來源:天嵌科技 編輯:小月亮 2019-08-30 20:06:30 加入收藏 咨詢

所在單位: | * |
姓名: | * |
手機: | * |
職位: | |
郵箱: | * |
其他聯(lián)系方式: | |
咨詢內(nèi)容: | |
驗證碼: |
|
自微處理器的問世以來,嵌入式系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展,嵌入式處理器毫無疑問是嵌入式系統(tǒng)的核心部分,嵌入式處理器直接關(guān)系到整個嵌入式系統(tǒng)的性能。通常情況下嵌入式處理器被認為是對嵌入式系統(tǒng)中運算和控制核心器件總的稱謂,目前世界上具有嵌入式功能特點的處理器已經(jīng)超過1000種,流行體系結(jié)構(gòu)包括MCU,MPU等30多個系列。
根據(jù)現(xiàn)狀,常用嵌入式處理器可以分為:嵌入式微處理器(MPU)、嵌入式微控制器( MCU)、嵌入式DSP處理器、嵌入式片上系統(tǒng)、FPGA處理器等幾大類,其中更檔次的8/16/32/64位微控制器應(yīng)用最為廣泛。
1、嵌入式微處理器(MPU)
嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計算機中的CPU。在應(yīng)用中,將微處理器裝配在專門設(shè)計的電路板上,只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能,這樣可以大幅度的減少系統(tǒng)體積和功耗。為滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求,嵌入式微處理器雖然在功能上和標準微處理器基本是一樣的,但是在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強。嵌入式處理器目前主要有Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。
2、嵌入式微控制器( MCU)
嵌入式微控制器又稱單片機,就是將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心,芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時/計數(shù)器、看門狗、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各種必要功能和外設(shè)。
和嵌入式微處理器相比,微控制器的最大特點是單片化,體積大大減小,從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富,適合于控制,因此稱微控制器。目前MCU占嵌入式系統(tǒng)約70%的市場份額。近來Atmel出產(chǎn)的Avr單片機由于其集成了FPGA等器件,所以具有很高的性價比,勢必將推動單片機獲得更高的發(fā)展。
3、嵌入式DSP處理器
嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP),DSP處理器是專門用于信號處理方面的處理器,其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進行了特殊設(shè)計,具有很高的編譯效率和指令的執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。
DSP的理論算法在70年代就已經(jīng)出現(xiàn),但是由于專門的DSP處理器還未出現(xiàn),所以這種理論算法只能通過MPU等由分立元件實現(xiàn)。MPU較低的處理速度無法滿足DSP的算法要求,其應(yīng)用領(lǐng)域僅僅局限于一些尖端的高科技領(lǐng)域。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展,1982年世界上誕生了首枚DSP芯片。其運算速度比MPU快了幾十倍,在語音合成和編碼解碼器中得到了廣泛應(yīng)用。至80年代中期,隨著CMOS技術(shù)的進步與發(fā)展,第二代基于CMOS工藝的DSP芯片應(yīng)運而生,其存儲容量和運算速度都得到成倍提高,成為語音處理、圖像硬件處理技術(shù)的基礎(chǔ)。到80年代后期,DSP的運算速度進一步提高,應(yīng)用領(lǐng)域也從上述范圍擴大到了通信和計算機方面。90年代后,DSP發(fā)展到了第五代產(chǎn)品,集成度更高,使用范圍也更加廣闊。目前最為廣泛應(yīng)用的是TI的TMS320C2000/C5000系列,另外如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的應(yīng)用范圍。
4、嵌入式片上系統(tǒng)
嵌入式片上系統(tǒng)追求產(chǎn)品系統(tǒng)最大包容的集成器件,是目前嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的熱門話題之一。SOC最大的特點是成功實現(xiàn)了軟硬件無縫結(jié)合,直接在處理器片內(nèi)嵌入操作系統(tǒng)的代碼模塊。而且SOC具有極高的綜合性,在一個硅片內(nèi)部運用VHDL等硬件描述語言,實現(xiàn)一個復雜的系統(tǒng)。用戶不需要再像傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計一樣,繪制龐大復雜的電路板,一點點的連接焊制,只需要使用精確的語言,綜合時序設(shè)計直接在器件庫中調(diào)用各種通用處理器的標準,然后通過仿真之后就可以直接交付芯片廠商進行生產(chǎn)。由于絕大部分系統(tǒng)構(gòu)件都是在系統(tǒng)內(nèi)部,整個系統(tǒng)就特別簡潔,不僅減小了系統(tǒng)的體積和功耗,而且提高了系統(tǒng)的可靠性,提高了設(shè)計生產(chǎn)效率。
由于SOC往往是專用的,所以大部分都不為用戶所知,比較典型的SOC產(chǎn)品是Philips的Smart XA。少數(shù)通用系列如Siemens的TriCore,Motorola的M-Core,某些ARM系列器件,Echelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron芯片等。 預計不久的將來,一些大的芯片公司將通過推出成熟的、能占領(lǐng)多數(shù)市場的SOC芯片,一舉擊退競爭者。SOC芯片也將在聲音、圖像、影視、網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)邏輯等應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。
評論comment