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嵌入式处理器分类现状

简介:

近年来,随着微处理器制造技术的发展,越来越多的嵌入式系统用嵌入式处理器建造,而不是用通用处理器。这些嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的处理器。本文将为您介绍嵌入式处理器和它的分类。
嵌入式处理器是嵌入式系统的核心,它担负着控制、系统工作的重要任务,使宿主设备功能智能化、灵活设计和操作简便。通常嵌入式具有以下特点:很强的实时多任务支持能力,存储区保护功能,可扩展的微处理器结构,较强的中断处理能力,低功耗。据不完全统计,全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种,流行体系结构有30几个系列。

嵌入式处理器分类:
嵌入式处理器分为嵌入式微控制器(MCU),嵌入式DSP处理器(DSP),嵌入式微处理器(MPU),嵌入式片上系统(system on chip)。

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嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)
嵌入式微控制器的典型代表是单片机,这种8位的电子器件目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各种必要功能和外设。为适应不同的应用需求,一般一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理器内核都是一样的,不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配,功能不多不少,从而减少功耗和成本。
微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富,适合于控制,因此称为微控制器。

嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)
DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计,在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。目前最为广泛应用的嵌入式DSP处理器是TI的TMS320C2000/C6000系列,AD、和Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的应用范围。
嵌入式DSP处理器有两个发展来源,一是DSP处理器经过单片化、EMC改造、增加片上外设成为嵌入式DSP处理器,TI的TMS320C2000 /C5000等属于此范畴;二是在通用单片机或SOC中增加DSP协处理器,例如Intel的MCS-296和Infineon(Siemens)的TriCore。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)
MPU嵌入式微处理器是由通用计算机中的的CPU演变而来的,与计算机处理器不同的是,在实际嵌入式应用中,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
和工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点,但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件,从而降低了系统的可靠性,技术保密性也较差。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上,称为单板计算机。如STD-BUS、PC104等。
目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM/ StrongARM系列等。

**嵌入式片上系统(System On Chip)
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SOC就是System on Chip,片上系统。它结合了许多功能块,将功能做在一个芯片上,像是ARM RISC、MIPS RISC、DSP或是其他的微处理器核心,加上通信的接口单元,像是通用串行端口(USB)、TCP/IP通信单元、GPRS通信接口、GSM通信接口、IEEE1394、蓝牙模块接口等等,这些单元以往都是依照各单元的功能做成一个个独立的处理芯片。
SOC可以分为通用和专用两类。通用系列包括Infineon的TriCore,Motorola的M-Core,某些ARM系列器件,Echelon和Motorola联合研制的Neuron芯片等。专用SOC一般专用于某个或某类系统中,不为一般用户所知。一个有代表性的产品是Philips的Smart XA,它将XA单片机内核和支持超过2048 位复杂RSA算法的CCU单元制作在一块硅片上,形成一个可加载JAVA或C语言的专用的SOC,可用于公众互联网如Internet安全方面。

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