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微處理器和嵌入式系統的區別

微處理器和嵌入式系統的區別

嵌入式系統是壹種?完全嵌入受控設備並為特定應用而設計的特殊計算機系統?。以下是我整理出來的微處理器和嵌入式系統的區別,歡迎大家參考!

隨著電子科學的不斷發展,人們逐漸對數碼產品有了更高的需求,推動了信息技術的不斷發展。嵌入式系統的核心是嵌入式處理器,它是控制和輔助嵌入式系統運行的硬件單元。它的應用範圍很廣,也有很好的發展前景。那麽,面對紛繁復雜的嵌入式處理器市場,如何才能做出適合自己的選擇呢?下面我就對市面上常見的幾種嵌入式處理器進行對比分析,希望對大家有所幫助(嵌入式處理器類型)。

(1)嵌入式ARM微處理器(嵌入式微處理器結構)

ARM微處理器的起源與發展

ARM(Advanced RISC Machines)可以認為是壹個公司的名字,是壹種微處理器和壹種技術的總稱。目前以ARM技術為知識產權(IP)核心的微處理器就是我們通常所說的ARM微處理器。它是壹款高性能低功耗的32位微處理器,廣泛應用於嵌入式系統。基於ARM技術的微處理器應用占據了32位RISC微處理器75%以上的市場份額,ARM技術正逐漸滲透到我們生活的方方面面。ARM9代表了ARM的主流處理器,已經廣泛應用於手持電話、機頂盒、數碼相機、GPS、個人數字助理和互聯網設備。

ARM微處理器的應用領域

ARM微處理器是目前應用非常廣泛的處理器。到目前為止,ARM微處理器和技術的應用幾乎已經普及到工業控制、消費電子產品、通信系統、網絡系統、無線系統等各個產品市場,滲透到各個領域。

1.工業控制領域:基於ARM核的微控制器芯片作為32位RISC架構,不僅占據了高端微控制器的大部分市場份額,還逐漸延伸到低端微控制器的應用領域。ARM微控制器的低功耗和高性價比對傳統的8位/16位微控制器提出了挑戰。

2.無線通信領域:目前超過85%的無線通信設備采用了ARM技術,ARM在該領域的地位因其高性能、低成本而日益鞏固。

3.網絡應用:隨著寬帶技術的普及,采用ARM技術的ADSL芯片正逐漸獲得競爭優勢。此外,ARM在語音和視頻處理方面進行了優化,得到了廣泛的支持,也對DSP的應用領域提出了挑戰。

4.消費電子產品:ARM技術廣泛應用於流行的數字音頻播放器、數字機頂盒和遊戲機。

5.成像和安全產品:現在大多數流行的數碼相機和打印機都使用ARM技術。手機中的32位SIM智能卡也采用了ARM技術。

基於RISC架構的ARM微處理器的特點

1,體積小,功耗低,成本低,性能高;

2.支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集,能很好的兼容8位/16位設備;

3、大量使用寄存器,指令執行速度更快;

4.大多數數據操作是在寄存器中完成的;

5、尋址方式靈活簡單,執行效率高;

6.指令長度是固定的;

(2)嵌入式MIPS處理器

MIPS處理器開發概述

MIPS是世界上非常流行的RISC處理器。MIPS是什麽意思?無內部互鎖流水線級的微處理器?(無互鎖頁面的微處理器),其機制是通過盡可能使用軟件來避免管道中的數據相關問題。MIPS技術公司是美國著名的芯片設計公司,采用RISC設計芯片。它設計和制造高性能、高等級和嵌入式32位和64位處理器,在RISC處理器中占有重要地位。

MIPS的體系結構和設計理念是比較先進的,其指令系統已經通過通用處理器指令系統MIPSI、MIPSI、MIPSI、MIPSI、MIPSI IV到MIPSV,以及嵌入式指令系統MIPS16、MIPS32到MIPS64發展得非常好。

MIPS強調軟件和硬件的配合,以提高性能和簡化硬件設計。與英特爾采用的CISC相比,RISC具有設計更簡單、設計周期更短的優勢,可以應用更先進的技術開發更快的下壹代處理器。

MIPS是最早的商用RISC架構芯片之壹。新的架構集成了所有原有的MIPS指令集,並增加了許多更強大的功能。

MIPS處理器的應用

總的來說,MIPSR系列微處理器用於構建SGI的高性能工作站、服務器和超級計算機系統。在嵌入式系統方面,MIPSK系列微處理器是目前僅次於ARM使用最多的處理器之壹(MIPS是1999之前全球使用最多的處理器),應用領域涵蓋遊戲機、路由器、激光打印機、掌上電腦等。

(3)PowerPC

PowerPC架構規範是IBM(國際商業機器公司)、Apple(蘋果公司)和摩托羅拉(摩托羅拉)在90年代開發的芯片,制造了基於PowerPC的多處理器計算機。

PowerPC體系結構的特點是良好的可擴展性、方便性和靈活性。它是64位規範(也包含32個子集)。幾乎所有常見的PowerPC(除了新型號的IBMRS/6000和所有IBM系列高端服務器)都是32位的。

PowerPC的市場占有率並不是很高,但在通信系統的控制和管理中應用廣泛。

(4)嵌入式X86處理器

X86是英特爾通用計算機系列標準編號的縮寫,它也標識壹組通用計算機指令。x與處理器無關,是所有*86系統的簡單通配符定義,比如:i386,586,奔騰。早期Intel的CPU編號都是8086和80286,整個系列的CPU都是指令兼容的,所以都是用X86來標識使用的指令集。現在的奔騰、P2、P4、賽揚系列都支持X86指令系統,所以都屬於X86家族。

X86以其無與倫比的性價比成為計算平臺的標準。然而,基於32位技術,x86對於高端企業服務器和工作站應用仍然無能為力。與基於ARM架構的產品相比,嵌入式X86處理器的性能壹般要高很多,但功耗也高很多。雖然它們沒有風扇也能運行,但它們不能用於PDA、智能手機和其他完全靠電池運行的掌上電腦產品。對嵌入式X86處理器的真正需求是網絡終端、瘦客戶端、低成本/低能耗PC、家用消費電子產品、POS終端等需要PC軟件連續性的領域。相應的設備比較大,不依靠電池運行,但要求高性能、低能耗、低噪聲、高可靠性。2006年,X86推出了第壹款雙核處理器。

相比ARM和MIPS,X86架構嵌入式處理器的應用範圍更窄。主要用於臺式機和低端服務器處理器。

(5)嵌入式DSP處理器

DSP是模擬信號轉換成數字信號後進行高速實時處理的專用處理器,其處理速度比最快的CPU快10 ~ 50倍。在當今數字化時代,DSP已經成為通信、計算機、消費電子等領域的基礎器件。業內人士預測,DSP將是未來集成電路中發展最快的電子產品,它將成為電子產品升級換代的決定性因素。

DSP屬於ModifiedHarvard架構,即有兩條內部總線:數據總線和程序總線。程序與數據存儲空間分開,各自有自己的地址總線和數據總線。地址檢索和讀取可以同時進行,已經達到了每秒90億次浮點運算(9000MFLOPS)。它采用流水線技術,每條指令的執行分為取指令、解碼、取數據、執行等幾個步驟,分別由芯片中的多個功能單元完成。相當於多條指令並行執行,大大提高了運算速度。乘法指令在單個周期內完成,優化了卷積、數字濾波、FFT、相關、矩陣運算中的大量重復乘法。在FFT和卷積運算中,采用了循環尋址和位反轉等特殊指令,大大提高了尋址、排序和計算速度。1024的FFT時間小於1?s .它有獨立的DMA總線和控制器,壹條或多條獨立的DMA總線,與CPU的程序和數據總線並行工作。在不影響CPU工作的情況下,DMA速度達到了800 Mbyte/s以上.多處理器接口。從而方便多個處理器並行或串行工作,提高處理速度。

DSP處理器已經發展成為嵌入式DSP處理器(e DSP ),通過單片集成、EMC轉換、添加片上外設或向通用單片微型計算機或SOC添加DSP協處理器。推動嵌入式DSP處理器發展的主要因素是嵌入式系統的智能化。目前,TI、ADI、飛思卡爾、CEVA等半導體廠商在這壹領域都有很強的實力。

DSP的主要市場是通信應用,而嵌入式DSP主要應用於消費電子產品,如DVD播放器和錄像機、機頂盒、音視頻接收設備、MP3播放器和數碼相機等。但WLAN、DSL、有線寬帶網等通信芯片也有嵌入DSP的。

嵌入式系統和嵌入式微處理器

嵌入式系統壹般指非PC系統,包括硬件和軟件。硬件包括處理器/微處理器、內存和外圍設備、I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統軟件(OS)(要求實時多任務運行)和應用程序設計。有時候設計師會把這兩種軟件結合起來。應用程序控制系統的操作和行為;操作系統控制應用程序和硬件之間的交互。

嵌入式系統的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器壹般具有以下四個特征:

1,對實時多任務支持能力強,能完成多任務且中斷響應時間短,從而將內部代碼和實時內核的執行時間降到最低。

2.它具有強大的存儲區域保護功能。這是因為嵌入式系統的軟件結構已經模塊化,為了避免軟件模塊之間的錯誤交叉動作,需要設計強大的存儲區保護功能,這也有利於軟件診斷。

3.可擴展的處理器結構,以最快的速度開發出滿足應用最高性能的嵌入式微處理器。

4.嵌入式微處理器必須具有低功耗,特別是對於便攜式無線和移動計算和通信設備中由電池供電的嵌入式系統。如果功耗只有mW甚至?w級。

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