嵌入式處理器技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展-文庫吧資料
2025-06-23 00:50本頁面
【正文】 水線，提高了處理器指令流執(zhí)行的速度。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，相對于嵌入式控制器，其處理能力較為突出。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)。ARM處理器RICS類處理器的代表技術(shù)是ARM（Advanced RISC Machines）技術(shù)，它即使一個(gè)公司的名字，也是對一類微處理器的通稱，還是一種技術(shù)的名字。嵌入式微處理是用于在計(jì)算機(jī)之外的設(shè)備中提供添加的功能性的計(jì)算機(jī)芯片，它經(jīng)常用于控制和移動。 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，而且界限并不是那么明顯。 ⑦ 用戶使用 RISC微處理器機(jī)構(gòu)簡單，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。 ⑤ CPU RISC機(jī)器的CPU包含較少的單元電路，因而面積小、功耗低；而CISC機(jī)器的CPU包含豐富的電路單元，因而功能強(qiáng)、面積大、功耗大。③ 程序RISC匯編語言程序一般需要較大的內(nèi)存空間，實(shí)現(xiàn)特殊功能時(shí)程序復(fù)雜，不易設(shè)計(jì)；而CISC匯編語言程序編程相對簡單，科學(xué)計(jì)算及復(fù)雜操作的程序設(shè)計(jì)相對容易，效率較高。因此，在CISC機(jī)器上處理特殊任務(wù)效率較高。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)。雖然RISC和CISC都試圖在體系結(jié)構(gòu)、操作運(yùn)行、軟件、硬件、編譯時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間等諸多因素中做出某種平衡，以求達(dá)到高效，但二者采用的方法不同，因此，在很多方面差異很大，其中主要有：① 指令系統(tǒng) RISC設(shè)計(jì)者把主要精力放在經(jīng)常使用的指令上，盡量使它們具有簡單高效的特色，對不常用的功能，常通過組合指令來完成。RISC并非只是簡單地減少指令，而是著重考慮如何使計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡單合理從而提高運(yùn)算速度。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。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語言的專用的SOC，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如Internet安全方面。通用系列包括Infineon(Siemens)的TriCore，Motorola的MCore，某些ARM系列器件，Echelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron芯片等。這樣除個(gè)別無法集成的器件以外，整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡潔，對于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。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，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等語言描述，存儲在器件庫中。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。TMS320系列處理器包括用于控制的C2000系列，移動通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。這類智能化算法一般都是運(yùn)算量較大，特別是向量運(yùn)算、指針線性尋址等較多，而這些正是DSP處理器的長處所在。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。 (Embedded Digital Signal Processor, EDSP) DSP處理器對系統(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。 特別值得注意的是近年來提供X86微處理器的著名廠商AMD公司，將Am186CC/CH/CU等嵌入式處理器稱之為Microcontroller, MOTOROLA公司把以Power PC為基礎(chǔ)的PPC505和PPC555亦列入單片機(jī)行列。另外還有許多半通用系列如：支持USB接口的MCU 8XC930/93C5C541；支持I2C、CANBus、LCD及眾多專用MCU和兼容系列。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。 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。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是一樣的，不同的是存儲器和外設(shè)的配置及封裝。(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式微控制器又稱單片機(jī)，顧名思義，就是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。大家熟悉的臺式PC大多數(shù)都是使用CISC微處理器，：Silicon Graphics公司（硅谷圖形公司）的MIPS技術(shù)和ARM公司的Advanced RISC Machines技術(shù)。嵌入式微處理器目前主要有Am186/8386EX、SC400、Power PC、68000、MIPS、ARM等系列。近年來，德國、日本的一些公司又開發(fā)出了“火柴盒”式名片大小的嵌入式計(jì)算機(jī)系列OEM產(chǎn)品。和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)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(yōu)點(diǎn)，但是在電路板上必須包括ROM、RAM、總線接口、各種外設(shè)等器件，從而降低了系統(tǒng)的可靠性，技術(shù)保密性也較差。在應(yīng)用中，將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)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
語文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1