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嵌入式开发基础(4)

简介: 版权声明:本文为博主chszs的原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/chszs/article/details/3721295 嵌入式开发基础(4) 一、独立处理器(Stand-alone Processor)独立处理器指专用于单个处理功能的处理器芯片。
版权声明:本文为博主chszs的原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/chszs/article/details/3721295

嵌入式开发基础(4)



一、独立处理器(Stand-alone Processor)
独立处理器指专用于单个处理功能的处理器芯片。与集成处理器相比,独立处理器往往需要附加电路来完成基本操作。
独立处理器通常能提供最高、最全面的CPU性能。

独立处理器的例子:
1、IBM 970FX
IBM 970FX处理器内核是一高性能64位独立处理器。970FX是一超标量架构,提供多种指令流的同步,IBM 970FX包含高达25级流水线。
970FX的特征如下:
  -64位PowerPC架构的实现
  -深度流水线设计,甚高性能计算应用
  -静态和动态电源管理特征
  -多种睡眠模式、最小化电力需求、最大化电池寿命
  -动态可调节时钟频率,支持低功耗模式
  -高性能、低延迟存储管理的优化

2、Intel Pentium M
x86架构,32位和64位(即IA32和IA64)处理。
Intel Pentium M的特征如下:
  -基于x86架构,受大量软硬件厂商支持
  -比x86处理器功耗低
  -高级电源管理特征,能够低功耗操作模式和多种睡眠模式
  -动态时钟速度
  -芯片发热监控,自动转换为低功耗模式
  -多种倍频和电压操作点,可超频
  
3、Freescale MPC7448
Freescale MPC7448包含第四代PowerPC核心,通常称为G4。高性能、32位处理,一般用于信号处理、网络和通信应用。
MPC7448的特征如下:
  -运行时钟频率超过1.5GHz
  -1MB的板载L2 Cache
  -高级电源管理功能,包括多种睡眠模式
  -高级AltiVec矢量执行单元
  -宽电压

二、集成处理器(Integrated Processor)
集成处理器:SoC(片上系统,单片机),几个主要的处理器架构都存在集成SoC处理器。

集成处理器的例子:
1、PowerPC
PowerPC是一精减指令集计算机(RISC)架构,由苹果、IBM、摩托罗拉公司联合设计,PowerPC已深入到嵌入式的各个领域,包括汽车、消费电子、网络应用、通信、交换机等,是嵌入式应用最流行的架构。

2、AMCC PowerPC
AMCC PowerPC 440EP是其中之一,特征如下:
  -片上DDR SDRAM控制器
  -集成NAND Flash控制器
  -PCI总线接口
  -10/100Mbps以太网接口
  -片上USB2.0接口
  -高达4个用户可配置的串口
  -双倍IIC控制器
  -可编程中断控制器
  -用于调试的JTAG接口

3、Freescale PowerPC
Freescale半导体公司有大量集成外设的PowerPC处理器。面向三个市场:网络、汽车、工业。
Freescale PowerPC芯片基于PowerQUICC架构,而PowerQUICC架构建立于PowerPC内核,并整合了QUICC引擎。QUICC引擎是一独立的RISC处理器,专用于通信处理。

4、MIPS
MIPS架构的存在已有20多年的历史,它设计于1981年,属于RISC架构。
MIPS技术网站列出了很多获得授权的公司,如:Sony、Texas Instruments、Cisco's Scientific Atlanta、Motorola等。

5、Broadcom MIPS
Broadcom是领先的SoC解决方案提供商,例如有线电视机顶盒、Cable Modem、HDTV、无线网络、千兆位以太网、IP电话等。
在2000年,Broadcom收购SiByte公司,获得单核、双核、四核处理器能力。Broadcom处理器即指SiByte处理器。

单核SiByte处理器包括BCM1122和BCM1125H。两者都基于MIPS64核心,运行的时钟频率在400~900MHz之间。它们还包括片上外设控制器、10/100Mbps以太网控制器、PCI总线控制器。两者都包括SMBus串行配置接口、PCMCIA、两个UART用于串口连接。但BCM1125H还包括10/100/1000Mbps以太网控制器。
还有一个显著特征是:两者运行在400MHz时的处理器功耗为4W。

双核SiByte处理器包括BCM1250、BCM1255和BCM1280。三者都基于MIPS64核心,处理器时钟频率BCM1250为400MHz、BCM1255和BCM1280为1.2GHz。双核处理器芯片包括集成外设控制器、千兆位以太网控制器、64位PCI-X接口、SMBus、PCMCIA、多个UART接口。
BCM1255在1GHz下运行时功耗为13W。

四核SiByte处理器包括BCM1455和BCM1480通信处理器。也基于MIPS64核心,处理器时钟频率为800MHz~1.2GHz。包括DDR SDRAM控制器、4个单独的千兆位以太网MAC控制器、64位PCI-X主机控制器、SMBus、PCMCIA、4个串行UART。

6、AMD MIPS
AMD MIPS处理器基于MIPS32核心。主要有Au1000、Au1100、Au1200、Au1500、Au1550芯片,时钟频率在266MHz~500MHz之间。

7、ARM
ARM架构在消费电子领域占有巨大市场。它几乎无所不在,如索尼的PS便携游戏机、苹果的iPod Nano随身听、TomTom GO300 GPS导航仪、摩托罗拉的E680i手机等等。

8、TI ARM
德州仪器(Texas Instruments)在其OMAP芯片系列使用ARM核心,作为单芯片解决方案,OMAP集成了许多外设,除了集成UART和IIC
之外,还集成了一系列特殊目的的接口,包括:
  -LCD屏和背部照明控制器
  -蜂鸣器驱动器
  -摄像机接口
  -MMC/SD卡控制器
  -电池管理硬件
  -USB客户机/主机接口
  -收音机modem接口逻辑
  -集成2D或3D图形加速器
  -集成安全控制器
  -S视频输出
  -IrDA控制器
  -直接TV视频输出的DACs
  -用于音视频处理的DSPs

9、Freescale ARM
Freescale ARM基于ARM架构,芯片包括i.MX21和i.MX31应用处理器。i.MX21基于ARM9内核,i.MX31基于ARM11内核。
i.MX21/31包含下列集成接口:
  -图形加速器
  -MPEG-4编码器
  -小键盘和LCD控制器
  -摄像头接口
  -音频多路复用
  -IrDA红外输入/输出
  -SD/MMC接口
  -大量扩展外设,如PCMCIA、USB、DRAM控制器、UART
  
10、Intel ARM XScale
Intel ARM XScale基于ARM v5TE架构,Intel使用XScale来命名此架构。Intel XScale架构的处理器使用很广,如:GPS iQue M5、惠普的iPAQ、Treo的智能手机、摩托罗拉的A760智能手机等。

三、硬件平台
通用硬件参考平台是好主意,经受住时间考验的硬件平台有:PC/104、VMEbus、CompactPCI等。

1、CompactPCI
CompactPCI(cPCI)硬件平台基于PCI电子标准和欧洲卡物理规范。cPCI有下列特征:
  -卡垂直高度为3U或6U
  -用于安全和弹出卡的弹簧系统
  -前后面板I/O连接支持
  -高密度底板连接器
  -用于热交换支持的交错电源针脚
  -广受支持
  -兼容标准PCI芯片集

2、ATCA
CompactPCI的后继者是ATCA(Advanced Telecommunications Computing Architecture ,高级电信计算架构)。



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