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    嵌入式處理器分類有哪些?

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式資訊
    • 時間:2020-04-15 16:33

    嵌入式處理器是嵌入式系統的核心,是控制、輔助系統運行的硬件單元。范圍極其廣闊,從最初的4位處理器,目前仍在大規模應用的8位單片機,到最新的受到廣泛青睞的32位,64位嵌入式CPU。隨著嵌入式的普及,嵌入式處理器也出現了以下幾種,一起來看看吧!

    1、微處理器

    嵌入式微處理器(Micro Processor Unit,MPU)是由通用計算機中的CPU演變而來的。它的特征是具有32位以上的處理器,具有較高的性能,當然其價格也相應較高。但與計算機處理器不同的是,在實際嵌入式應用中,只保留和嵌入式應用緊密相關的功能硬件,去除其他的冗余功能部分,這樣就以最低的功耗和資源實現嵌入式應用的特殊要求。和工業控制計算機相比,嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優點。主要的嵌入式處理器類型有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM/ StrongARM系列等。

    其中Arm/StrongArm是專為手持設備開發的嵌入式微處理器,屬于中檔的價位。

    2、微控制器

    嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)的典型代表是單片機,從70年代末單片機出現到今天,雖然已經經過了20多年的歷史,但這種8位的電子器件在嵌入式設備中仍然有著極其廣泛的應用。單片機芯片內部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時/計數器、看門狗、I/O、串行口、脈寬調制輸出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各種必要功能和外設。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。微控制器是目嵌入式系統工業的主流。微控制器的片上外設資源一般較豐富,適合于控制,因此稱微控制器。

    由于MCU低廉的價格,優良的功能,所以擁有的品種和數量最多,比較有代表性的包括8051、MCS-251、MCS-96/196/296、P51XA、C166/167、68K系列以及 MCU 8XC930/931、C540、C541,并且有支持I2C、CAN-Bus、LCD及眾多專用MCU和兼容系列。MCU占嵌入式系統約70%的市場份額。Atmel出產的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展。

    3、DSP處理器

    嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP),是專門用于信號處理方面的處理器,其在系統結構和指令算法方面進行了特殊設計,具有很高的編譯效率和指令的執行速度。在數字濾波、FFT、譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規模的應用。

    DSP的理論算法在70年代就已經出現,但是由于專門的DSP處理器還未出現,所以這種理論算法只能通過MPU等由分立元件實現。MPU較低的處理速度無法滿足DSP的算法要求,其應用領域僅僅局限于一些尖端的高科技領域。隨著大規模集成電路技術發展,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用。至80年代中期,隨著CMOS技術的進步與發展,第二代基于CMOS工藝的DSP芯片應運而生,其存儲容量和運算速度都得到成倍提高,成為語音處理、圖像硬件處理技術的基礎。到80年代后期,DSP的運算速度進一步提高,應用領域也從上述范圍擴大到了通信和計算機方面。90年代后,DSP發展到了第五代產品,集成度更高,使用范圍也更加廣闊。

    最為廣泛應用的是TI的TMS320C2000/C5000系列,另外如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的應用范圍。

    4、片上系統

    嵌入式片上系統(System On Chip) :SoC追求產品系統最大包容的集成器件,是嵌入式應用領域的熱門話題之一。SOC最大的特點是成功實現了軟硬件無縫結合,直接在處理器片內嵌入操作系統的代碼模塊。而且SOC具有極高的綜合性,在一個硅片內部運用VHDL等硬件描述語言,實現一個復雜的系統。用戶不需要再像傳統的系統設計一樣,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,綜合時序設計直接在器件庫中調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。由于絕大部分系統構件都是在系統內部,整個系統就特別簡潔,不僅減小了系統的體積和功耗,而且提高了系統的可靠性,提高了設計生產效率。

    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產品是Philips的Smart XA。少數通用系列如Siemens的TriCore,Motorola的M-Core,某些ARM系列器件,Echelon和Motorola聯合研制的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、能占領多數市場的SOC芯片,一舉擊退競爭者。SOC芯片也將在聲音、圖像、影視、網絡及系統邏輯等應用領域中發揮重要作用。

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