嵌入式處理器技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展(存儲(chǔ)版)
【正文】 控制，因此稱微控制器。嵌入式DSP處理器有兩個(gè)發(fā)展來源，一是DSP處理器經(jīng)過單片化、EMC改造、增加片上外設(shè)成為嵌入式DSP處理器，TI的TMS320C2000/C5000等屬于此范疇；二是在通用單片機(jī)或SOC中增加DSP協(xié)處理器，例如Intel的MCS296和Infineon(Siemens)的TriCore。各種通用處理器內(nèi)核將作為SOC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為VLSI設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，用標(biāo)準(zhǔn)的VHDL等語(yǔ)言描述，存儲(chǔ)在器件庫(kù)中。然而，在CISC指令集的各種指令中，其使用頻率卻相差懸殊，大約有20%，顯然，這種結(jié)構(gòu)不太合理。因此，在CISC機(jī)器上處理特殊任務(wù)效率較高。 當(dāng)然，和CISC架構(gòu)相比較，盡管RISC架構(gòu)有上述優(yōu)點(diǎn)，但決不能認(rèn)為RISC架構(gòu)就可以取代CISC架構(gòu)，事實(shí)上，RISC和CISC各有優(yōu)勢(shì)，而且界限并不是那么明顯。由于可以使用較高的主頻，并且有較為合理的流水線結(jié)構(gòu)，因此，相對(duì)于嵌入式控制器，其處理能力較為突出。取指譯碼 執(zhí)行 取指譯碼 執(zhí)行 取指譯碼執(zhí)行 3級(jí)流水線指令的執(zhí)行過程ARM7類型處理器采用的是馮由于嵌入式微控制器價(jià)格低廉，功能強(qiáng)大，因此有著相當(dāng)豐富的種類和很高的市場(chǎng)占有率。雖然配合通用寄存器可以進(jìn)行16位寬度的運(yùn)算，但是需要額外的機(jī)器周期。AT89C51有128B的內(nèi)部RAM，稱之為DATA儲(chǔ)存區(qū)。 DSP的典型核心架構(gòu)DSP處理器也被稱為數(shù)字信號(hào)處理器，是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的微處理器。另外，擁有C54X的CPU、用戶定制的內(nèi)存儲(chǔ)器的外設(shè)結(jié)構(gòu)的派生器件也得到了廣泛的應(yīng)用。8位MCU市場(chǎng)已逐步趨向穩(wěn)定，32位MPU和SoC代表著嵌入式技術(shù)的發(fā)展方向。 ?、谟捎贗T技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)，隨著高端32位CPU價(jià)格的不斷下降和開發(fā)環(huán)境的成熟，促使32位嵌入式處理器日益擠壓原先由8位微控制器主導(dǎo)的應(yīng)用空間。但這里所說的可編程是指對(duì)處理器本身的定制，即通過編程的辦法現(xiàn)場(chǎng)“制造”出用戶所需要的處理器。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的與嵌入式處理器相關(guān)的資料，為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，多找一些相關(guān)內(nèi)容是必要的，同時(shí)也是必不可少的。三、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 在這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到會(huì)了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，同時(shí)也學(xué)到了課本中沒有的知識(shí)，對(duì)嵌入式處理器和嵌入式系統(tǒng)有了很深的了解，如：51系列單片機(jī)、ARM系列微處理器、MISP芯片、OMAP處理器等的構(gòu)架、功能及其應(yīng)用。 可編程處理器 可編程也是處理器的一個(gè)發(fā)展方向。在MCU運(yùn)行TCP/IP或其他通信協(xié)議的情況下，要求系統(tǒng)建立在RTOS上就必然成為一種現(xiàn)實(shí)需求，而8位單片機(jī)難以勝任。事實(shí)上，幾乎所有帶有一點(diǎn)“智能”的加點(diǎn)（全自動(dòng)洗衣機(jī)、電腦電飯煲）都使用嵌入式處理器，嵌入式處理器具有廣泛的適應(yīng)能力和多樣性。目前，盡量C5X還在生產(chǎn)，但C54X和C55X已經(jīng)成為主流。故AT89C52除了具備AAT89C51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1功能外，還額外增加了一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2。 51系列微控制器的系統(tǒng)框圖 為了提高51核心微控制器的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，設(shè)計(jì)者在51核心基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，增加了部分資源，提高了系統(tǒng)適應(yīng)能力，產(chǎn)生了52核心。近來ATMEL公司推出的AVR單片機(jī)集成了FPGA等器件，因而具有相當(dāng)高的性價(jià)比，必將推動(dòng)單片機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展。需要注意的是16bit和32bit數(shù)據(jù)分別需要對(duì)齊，因此在C語(yǔ)言條件下會(huì)對(duì)移植產(chǎn)生一定的影響。由上述過程可知，程序計(jì)數(shù)器指針（PC）指向的并不是當(dāng)前正在執(zhí)行的指令，而是指向正在取指的指令。其實(shí)ARM7系列以現(xiàn)代微控制器為目標(biāo)，ARM9系列、ARM10系列和ARM11系列則多為掌上應(yīng)用與多媒體方案設(shè)計(jì)。 ⑦ 用戶使用 RISC微處理器機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，指令規(guī)整，性能容易把握，易學(xué)易用；CISC微處理器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大，易于實(shí)現(xiàn)特殊功能。但可以利用流水技術(shù)和超標(biāo)量技術(shù)加以改進(jìn)和彌補(bǔ)。一個(gè)有代表性的產(chǎn)品是Philips的Smart XA，它將XA單片機(jī)內(nèi)核和支持超過2048位復(fù)雜RSA算法的CCU單元制作在一塊硅片上，形成一個(gè)可加載JAVA或C語(yǔ)言的專用的SOC，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如Internet安全方面。另外PHILIPS公司今年也推出了基于可重置嵌入式DSP結(jié)構(gòu)低成本、低功耗技術(shù)上制造的R. E. A. L DSP處理器，特點(diǎn)是具備雙Harvard結(jié)構(gòu)和雙乘/累加單元，應(yīng)用目標(biāo)是大批量消費(fèi)類產(chǎn)品。 (Embedded Digital Signal Processor, EDSP) DSP處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其適合于執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。 和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)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。嵌入式微處理器目前主要有Am186/8386EX、SC400、Power PC、68000、MIPS、ARM等系列。 根據(jù)運(yùn)算數(shù)據(jù)寬度對(duì)嵌入式處理器的分類4位 8位 16位 32位 64位嵌入式處理器 TMS1000 8048/516801/05Z8 8096 68200ARM RISC Core MIPS 32 bit MIPS 64 bit通用處理器 4004 4040 8085 Z8065028086/80286
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