現(xiàn)在市場上具有嵌入式功能特點的處理器已經(jīng)超過1000種,并隨著市場應用需求不斷的推出功能更全、或者是針對某種行業(yè)應用的產(chǎn)品,縱觀市場來流行體系結(jié)構(gòu)包括MCU,MPU、DSP、SoC片上系統(tǒng)等30多個系列。下面我們來通過分析幾款常用嵌入式處理器性能和特點(嵌入式處理器類型),希望能給大家在產(chǎn)品開發(fā)和研制的時候起到一定的參考作用。
幾款常用的常用嵌入式處理器性能
(1) ARM
它采用32位元精簡指令集(RISC)架構(gòu)或者復雜指令集CISC架構(gòu),流行的產(chǎn)品系列主要有ARM7、ARM9、 ARM9E、ARM10E、SecurCore及StrongARM ARM11系列。其中ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10為4個通用處理器系列,每一個系列提供一套相對獨特的性能來滿足不同應用領域的需求,共有37個寄存器,通過它本身的代碼開發(fā)優(yōu)化可節(jié)省30%~40%以上的存儲空間。SecurCore系列專門為安全要求較高的應用而設計。
ARM處理器具有體積小、低功耗、低成本、高性能;大量使用寄存器,指令執(zhí)行速度更快;指令長度固定。 支持Thumb/ARM雙指令集,能很好的兼容8位/16位器件; 尋址方式靈活簡單,執(zhí)行效率高;大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成等特點,得到廣泛的應用,ARM公司也憑借其雄厚的資金實力,不斷的開發(fā)出新的產(chǎn)品供業(yè)界參考,最近還有消息要進入服務器市場。
(2) 單片機
單片機是一種集成在電路芯片,是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力CPU、RAM、ROM、I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。常用單片機芯片包括:PIC、EMC、ATMEL、PHLIPIS 51LPC系列、HOLTEK、德州儀器等公司生產(chǎn)的單片機產(chǎn)品。
簡單的說它就是一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。單片機內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內(nèi)存,并行總線,還有和硬盤作用相同的存儲器件,它是一種在線式實時控制計算機,在線式就是現(xiàn)場控制,需要的是有較強的抗干擾能力,較低的成本,靠程序運行的并且可以修改。
單片機集成度高,一般最基本的配置包括CPU、4KB容量的ROM、128 B容量的RAM、 2個16位定時/計數(shù)器、4個8位并行口、全雙工串口行口。同時由它開發(fā)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,實現(xiàn)模塊化;也易于二次開發(fā),由于其本身的技術(shù)過硬它的可靠性高,可工作到10^6 ~10^7小時無故障; 并具有很好的數(shù)據(jù)處理力能,可以提供各種強大的功能,整個系統(tǒng)的運行速度快。成本第得到眾多廠家的青睞。
(3) DSP
數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息,來處理現(xiàn)實信號的方法,這些信號由數(shù)字序列表示。DSP是一種獨特的微處理器,是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號,轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化,并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度,是最值得稱道的兩大特色。
對元件值的容限不敏感,受溫度、環(huán)境等外部因素影響小;容易實現(xiàn)集成;VLSI可以分時復用,共享處理器;方便調(diào)整處理器的系數(shù)實現(xiàn)自適應濾波;可實現(xiàn)模擬處理不能實現(xiàn)的功能:線性相位、多抽樣率處理、級聯(lián)、易于存儲等;可用于頻率非常低的信號等優(yōu)點,相對也會存在相應的缺點,如它既然是數(shù)字信號處理器,硬件系統(tǒng)出來的是模擬信號,故需要模數(shù)轉(zhuǎn)換;同時由于是模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號,為了讓信號盡量不失真或者將失真降低到最低,采樣頻率就會有所限制,導致其處理頻率范圍有限,不然就會可能導致產(chǎn)生誤差;數(shù)字系統(tǒng)由耗電的有源器件構(gòu)成,沒有無源設備可靠。這些確定隨著電子元器件技術(shù)的發(fā)展以及芯片技術(shù)的發(fā)展,半導體器件的性能會得到進一步的提高,從而會讓DSP處理器的誤差降到最低,所以還是具有很好的市場前景。
DSP微處理器一般具有如下主要特點:在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法; 片內(nèi)具有快速RAM,通?赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問;快速的中斷處理和硬件I/O支持;具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持;可以并行執(zhí)行多個操作; 持流水線操作,使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行等多個特點。正是因為具備這些特點,顯示出其強大的功能性能。
(4) MIPS
MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器,其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)相關問題,是八十年代中期RISC CPU設計的一大熱點。MIPS是賣的最好的RISC CPU。MIPS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設計理念比較先進,其指令系統(tǒng)經(jīng)過通用處理器指令體系MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV到MIPS V,嵌入式指令體系MIPS16、MIPS32到MIPS64的發(fā)展已經(jīng)十分成熟。在設計理念上MIPS強調(diào)軟硬件協(xié)同提高性能,同時簡化硬件設計。
A、在通用方面,MIPS R系列用于構(gòu)建SGI的高性能工作站、服務器和超級計算機系統(tǒng)。
B、 在嵌入式方面,MIPS K系列是目前僅次于ARM的用得最多的處理器之一,其應用領域覆蓋游戲機、路由器、激光打印機、掌上電腦等各個方面。
(5) PowerPC
文章來源:賽微電子網(wǎng)-電子工程師社區(qū):http://www.srvee.com/embed/apply/jkcyqrsclqxnhtdfx_65276.html
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