姓名:王鐸澎
學(xué)號(hào):20000300055
轉(zhuǎn)載自:https://blog.csdn.net/edward_zcl/article/details/89248276
嵌牛鼻子:本章粗淺地進(jìn)行了對(duì)典型硬件開(kāi)發(fā)中的基礎(chǔ)問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)辨析。
? ? 嵌牛正文:
MCU(Micro Controller Unit)铛铁,又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer)隔显,簡(jiǎn)稱單片機(jī),是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展饵逐,將計(jì)算機(jī)的CPU括眠、RAM、ROM倍权、定時(shí)數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上哺窄,形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)。 MCU按其存儲(chǔ)器類型可分為無(wú)片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種账锹。
對(duì)于無(wú)片內(nèi)ROM型的芯片萌业,必須外接EPROM才能應(yīng)用(典型芯片為8031)。帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型(典型芯片為87C51)奸柬、MASK片內(nèi)掩模ROM型(典型芯片為8051)生年、片內(nèi)FLASH型(典型芯片為89C51)等類型 CPU是中央處理單元(Central Processing Unit)的縮寫,它可以被簡(jiǎn)稱做微處理器(Microprocessor)廓奕,不過(guò)經(jīng)常被人們直接稱為處理器(processor)抱婉。
不要因?yàn)檫@些簡(jiǎn)稱而忽視它的作用档叔,CPU是計(jì)算機(jī)的核心,其重要性好比大腦對(duì)于人一樣蒸绩,因?yàn)樗?fù)責(zé)處理衙四、運(yùn)算計(jì)算機(jī)內(nèi)部的所有數(shù)據(jù),而主板芯片組則更像是心臟患亿,它控制著數(shù)據(jù)的交換传蹈。CPU的種類決定了你使用的操作系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件。CPU主要由運(yùn)算器步藕、控制器惦界、寄存器組和內(nèi)部總線等構(gòu)成,是PC的核心咙冗,再配上儲(chǔ)存器沾歪、輸入/輸出接口和系統(tǒng)總線組成為完整的PC(個(gè)人電腦)。 寄存器組用于在指令執(zhí)行過(guò)后存放操作數(shù)和中間數(shù)據(jù)雾消,由運(yùn)算器完成指令所規(guī)定的運(yùn)算及操作灾搏。
CPU和MCU之間的界限并不是很清晰,不過(guò)CPU主要用在電腦上立润,也算是控制器确镊,MCU主要是工業(yè)控制領(lǐng)域,DSP用途也比較廣范删。比如說(shuō)DSP可以實(shí)現(xiàn)MP3解碼蕾域,電機(jī)控制等。它的特點(diǎn)是處理速度比較快到旦。
CPU(Central Processing Unit旨巷,中央處理器)發(fā)展出來(lái)三個(gè)分枝,一個(gè)是DSP(Digital Signal Processing/Processor添忘,數(shù)字信號(hào)處理)采呐,另外兩個(gè)是MCU(Micro Control Unit,微控制器單元)和MPU(Micro Processor Unit搁骑,微處理器單元)斧吐。
MCU集成了片上外圍器件;MPU不帶外圍器件(例如存儲(chǔ)器陣列)仲器,是高度集成的通用結(jié)構(gòu)的處理器煤率,是去除了集成外設(shè)的MCU;DSP運(yùn)算能力強(qiáng)乏冀,擅長(zhǎng)很多的重復(fù)數(shù)據(jù)運(yùn)算蝶糯,而MCU則適合不同信息源的多種數(shù)據(jù)的處理診斷和運(yùn)算,側(cè)重于控制辆沦,速度并不如DSP昼捍。
MCU區(qū)別于DSP的最大特點(diǎn)在于它的通用性识虚,反應(yīng)在指令集和尋址模式中。DSP與MCU的結(jié)合是DSC妒茬,它終將取代這兩種芯片担锤。
在20世紀(jì)最值得人們稱道的成就中,就有集成電路和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展乍钻。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的微型計(jì)算機(jī)肛循,在科學(xué)技術(shù)界引起了影響深遠(yuǎn)的變革。在70年代中期团赁,微型計(jì)算機(jī)家族中又分裂出一個(gè)小小的派系–單片機(jī)。隨著4位單片機(jī)出現(xiàn)之后谨履,又推出了8位的單片機(jī)欢摄。MCS48系列,特別是MCS51系列單片機(jī)的出現(xiàn)笋粟,確立了單片機(jī)作為微控制器(MCU)的地位怀挠,引起了微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域新的變革。在當(dāng)今世界上害捕,微處理器(MPU)和微控制器(MCU)形成了各具特色的兩個(gè)分支绿淋。它們互相區(qū)別,但又互相融合尝盼、互相促進(jìn)吞滞。與微處理器(MPU)以運(yùn)算性能和速度為特征的飛速發(fā)展不同,微控制器(MCU)則是以其控制功能的不斷完善為發(fā)展標(biāo)志的盾沫。
mcu .cpu .dsp 不同點(diǎn)在于他們的運(yùn)算處理能力裁赠,以及側(cè)重的應(yīng)用領(lǐng)域。
mcu 專注于工業(yè)控制赴精,功能簡(jiǎn)單佩捞,有一個(gè)alu(算數(shù)邏輯運(yùn)算單元),成熟的經(jīng)典的是8051.
cpu 功能強(qiáng)大蕾哟,但是不側(cè)重于任何一點(diǎn)一忱,優(yōu)勢(shì)均衡。適合于對(duì)于處理沒(méi)有嚴(yán)格要求的復(fù)雜系統(tǒng)谭确。成熟經(jīng)典的是x86帘营、arm體系。
dsp 專注于數(shù)據(jù)處理逐哈,有多個(gè)alu仪吧,多用于多媒體應(yīng)用等,需要大數(shù)據(jù)量的地方鞠眉。
mcu薯鼠、cpu择诈、dsp三者按處理能力來(lái)排列是正序。但是基本的原理是一致的出皇,從相對(duì)簡(jiǎn)單的mcu入門是明智的選擇羞芍。
MPU (Microprocessor Unit)微處理器
微機(jī)中的中央處理器(CPU)稱為微處理器(MPU),是構(gòu)成微機(jī)的核心部件郊艘,也可以說(shuō)是微機(jī)的心臟荷科。它起到控制整個(gè)微型計(jì)算機(jī)工作的作用,產(chǎn)生控制信號(hào)對(duì)相應(yīng)的部件進(jìn)行控制纱注,并執(zhí)行相應(yīng)的操作畏浆。
在微機(jī)中,CPU被集成在一片超大規(guī)模集成電路芯片上狞贱,稱為微處理器(MPU)刻获,微處理器插在主板的cpu插槽中。
DSP(digital signal processor)是一種獨(dú)特的微處理器瞎嬉,是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件蝎毡。其工作原理是接收模擬信號(hào),轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)氧枣。再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改沐兵、刪除、強(qiáng)化便监,并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式扎谎。它不僅具有可編程性,而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序烧董,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器簿透,是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度解藻,是最值得稱道的兩大特色老充。
1、數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善螟左,多通道結(jié)構(gòu)和單指令多重?cái)?shù)據(jù)(SIMD)啡浊、特大指令字組(VLIM)將在新的高性能處理器中將占主導(dǎo)地位,如Analog Devices的 ADSP-2116x胶背。
2巷嚣、DSP 和微處理器的融合:
微處理器是低成本的,主要執(zhí)行智能定向控制任務(wù)的通用處理器能很好執(zhí)行智能控制任務(wù)钳吟,但是數(shù)字信號(hào)處理功能很差廷粒。而DSP的功能正好與之相反。在許多應(yīng)用中均需要同時(shí)具有智能控制和數(shù)字信號(hào)處理兩種功能,如數(shù)字蜂窩電話就需要監(jiān)測(cè)和聲音處理功能坝茎。因此涤姊,把DSP和微處理器結(jié)合起來(lái),用單一芯片的處理器實(shí)現(xiàn)這兩種功能嗤放,將加速個(gè)人通信機(jī)思喊、智能電話、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)次酌,同時(shí)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)恨课,減小PCB體積,降低功耗和整個(gè)系統(tǒng)的成本岳服。例如剂公,有多個(gè)處理器的Motorola公司的DSP5665x,有協(xié)處理器功能的Massan公司FILU-200吊宋,把MCU功能擴(kuò)展成DSP和MCU功能的TI公司的TMS320C27xx以及Hitachi公司的SH-DSP纲辽,都是DSP和MCU融合在一起的產(chǎn)品∑赌福互聯(lián)網(wǎng)和多媒體的應(yīng)用需要將進(jìn)一步加速這一融合過(guò)程文兑。
3盒刚、DSP 和高檔CPU的融合:
大多數(shù)高檔GPP如PenTIum 和PowerPC都是SIMD指令組的超標(biāo)量結(jié)構(gòu)腺劣,速度很快。LSI Logic 公司的LSI401Z采用高檔CPU的分支預(yù)示和動(dòng)態(tài)緩沖技術(shù)因块,結(jié)構(gòu)規(guī)范橘原,利于編程,不用擔(dān)心指令排隊(duì)涡上,使得性能大幅度提高趾断。Intel公司涉足數(shù)字信號(hào)處理器領(lǐng)域?qū)?huì)加速這種融合。
4吩愧、DSP 和SOC的融合:
SOC(System-On-Chip)是指把一個(gè)系統(tǒng)集成在一塊芯片上芋酌。這個(gè)系統(tǒng)包括DSP 和系統(tǒng)接口軟件等。比如Virata公司購(gòu)買了LSI Logic公司的ZSP400處理器內(nèi)核使用許可證雁佳,將其與系統(tǒng)軟件如USB脐帝、10BASET、以太網(wǎng)糖权、UART堵腹、GPIO、HDLC等一起集成在芯片上星澳,應(yīng)用在xDSL上疚顷,得到了很好的經(jīng)濟(jì)效益。因此,SOC芯片近幾年銷售很好腿堤,由1998年的1.6億片猛增至1999年的3.45億片阀坏。1999年,約39%的SOC產(chǎn)品應(yīng)用于通訊系統(tǒng)释液。今后幾年全释,SOC將以每年31%的平均速度增長(zhǎng),到2004年將達(dá)到13億片误债。毋庸置疑浸船,SOC將成為市場(chǎng)中越來(lái)越耀眼的明星。
5寝蹈、DSP 和FPGA的融合:
FPGA是現(xiàn)場(chǎng)編程門陣列器件李命。它和DSP集成在一塊芯片上,可實(shí)現(xiàn)寬帶信號(hào)處理,大大提高信號(hào)處理速度刺覆。據(jù)報(bào)道捌省,Xilinx 公司的Virtex-II FPGA對(duì)快速傅立葉變換(FFT)的處理可提高30倍以上。它的芯片中有自由的FPGA可供編程阔籽。Xilinx公司開(kāi)發(fā)出一種稱作Turbo卷積編譯碼器的高性能內(nèi)核。設(shè)計(jì)者可以在FPGA中集成一個(gè)或多個(gè)Turbo內(nèi)核牲蜀,它支持多路大數(shù)據(jù)流笆制,以滿足第三代(3G)WCDMA無(wú)線基站和手機(jī)的需要,同時(shí)大大節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間涣达,使功能的增加或性能的改善非常容易在辆。因此在無(wú)線通信、多媒體等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛應(yīng)用度苔。
最后再說(shuō)說(shuō)匆篓,CPU:中央處理器
CPU 包括運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等寇窑,其本質(zhì)就是一個(gè)集成電路鸦概,實(shí)現(xiàn)的功能就是從一個(gè)地方讀出一個(gè)指令,從另一個(gè)地方讀出數(shù)據(jù)甩骏,然后根據(jù)指令的不同對(duì)數(shù)據(jù)做不同的處理窗市,然后把結(jié)果存回某個(gè)地方,而不同架構(gòu)的CPU會(huì)有不同的指令横漏、不同的存取方式谨设、不同的速度、不同的效率等差異缎浇。
從實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的角度扎拣,單片機(jī)、ARM、DSP都可以稱之為CPU
1二蓝、單片機(jī):微控制器MCU
目前誉券,單片機(jī)已廣泛稱作微控制器(MCU),單片機(jī)是一塊類似PC的芯片刊愚,只是沒(méi)PC強(qiáng)大踊跟,但它可以嵌入到其它設(shè)備中從而對(duì)其進(jìn)行操控。
單片機(jī)的多機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為功能集散系統(tǒng)鸥诽、并行多機(jī)處理及局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)商玫。
2、ARM:高效能RISC
ARM內(nèi)核是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)牡借。RISC架構(gòu)的指令拳昌,寄存器和流水線特征使它非常適合于并行計(jì)算。
3钠龙、DSP:通用數(shù)字信號(hào)處理器
DSP是一種獨(dú)特的微處理器炬藤,是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件。它不僅具有可編程性碴里,而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序沈矿,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器,是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片咬腋。
這三個(gè)都是CPU羹膳,只不過(guò)是針對(duì)不同的應(yīng)用,CPU最主要的是解決運(yùn)算問(wèn)題帝火,計(jì)算機(jī)的CPU能夠訪問(wèn)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)和指令進(jìn)行運(yùn)算溜徙,因此從實(shí)現(xiàn)運(yùn)算這一點(diǎn)的角度上看湃缎,無(wú)論是單片機(jī)犀填、ARM、DSP都可以稱之為CPU嗓违。
同時(shí)作為CPU的單片機(jī)九巡、ARM、DSP蹂季,三者的區(qū)別
雖然單片機(jī)冕广、ARM、DSP都被稱作CPU偿洁,但是它們之間還是有明顯區(qū)別的撒汉。
1、單片機(jī)是一種有完整計(jì)算機(jī)體系的芯片涕滋,適用于簡(jiǎn)單的測(cè)控系統(tǒng)睬辐,功能相對(duì)簡(jiǎn)單。
單片機(jī)的工作ARM和DSP都能作,單片機(jī)對(duì)于數(shù)字計(jì)算方面的指令少得多溯饵,DSP為了進(jìn)行快速的數(shù)字計(jì)算侵俗,提高常用的信號(hào)處理算法的效率,加入了很多指令丰刊,比如單周期乘加指令隘谣、逆序加減指令,塊重復(fù)指令等等啄巧,甚至將很多常用的由幾個(gè)操作組成的一個(gè)序列專門設(shè)計(jì)一個(gè)指令可以一周期完成寻歧,極大的提高了信號(hào)處理的速度。
由于數(shù)字處理的讀數(shù)秩仆、回寫量非常大熄求,為了提高速度,采用指令逗概、數(shù)據(jù)空間分開(kāi)的方式弟晚,以兩條總線來(lái)分別訪問(wèn)兩個(gè)空間,同時(shí)逾苫,一般在DSP內(nèi)部有高速RAM卿城,數(shù)據(jù)和程序要先加載到高速片內(nèi)ram中才能運(yùn)行。
2铅搓、ARM是微處理器,具有強(qiáng)大的事務(wù)處理功能,可以配合嵌入式操作系統(tǒng)使用瑟押。
ARM最大的優(yōu)勢(shì)在于速度快、低功耗星掰、芯片集成度高多望,多數(shù)ARM芯片都可以算作SOC,基本上外圍加上電源和驅(qū)動(dòng)接口就可以做成一個(gè)小系統(tǒng)了氢烘,基于ARM核心處理器的嵌入式系統(tǒng)以其自身資源豐富怀偷、功耗低、價(jià)格低廉播玖、支持廠商眾多的緣故椎工,越來(lái)越多地應(yīng)用在各種需要復(fù)雜控制和通信功能的嵌入式系統(tǒng)中。
目前蜀踏,采用ARM核的微處理器维蒙,即我們通常所說(shuō)的ARM微處理器,已遍及工業(yè)控制果覆、消費(fèi)類電子產(chǎn)品颅痊、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)局待、無(wú)線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)斑响,基于ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32位RISC微處理器75%以上的市場(chǎng)份額吗讶,ARM技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各個(gè)方面。
3恋捆、DSP適用于數(shù)字信號(hào)處理照皆,例如FFT、數(shù)字濾波算法沸停、加密算法和復(fù)雜控制算法等膜毁。
DSP實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序。DSP器件比16位單片機(jī)單指令執(zhí)行時(shí)間快8~10倍愤钾,完成一次乘加運(yùn)算快16~30倍瘟滨,其采用的設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)總線和地址總線分開(kāi),使程序和數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在兩個(gè)分開(kāi)的空間能颁,允許取指令和執(zhí)行指令完全重疊杂瘸,其工作原理是接收模擬信號(hào),轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)伙菊,再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改败玉、刪除、強(qiáng)化镜硕,并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式运翼,它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度,是最值得稱道的兩大特色兴枯。
DSP芯片血淌,由于它運(yùn)算能力很強(qiáng),速度很快财剖,體積很小悠夯,而且采用軟件編程具有高度的靈活性,因此為從事各種復(fù)雜的應(yīng)用提供了一條有效途徑躺坟。其主要應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法沦补。
現(xiàn)在的話,ARM不上系統(tǒng)和單片機(jī)沒(méi)什么區(qū)別瞳氓。
ARM處理器是英國(guó)Acorn有限公司設(shè)計(jì)的低功耗成本的第一款RISC微處理器策彤。全稱為Acorn RISC Machine栓袖。ARM處理器本身是32位設(shè)計(jì)匣摘,但也配備16位指令集,一般來(lái)講比等價(jià)32位代碼節(jié)省達(dá)35%裹刮,卻能保留32位系統(tǒng)的所有優(yōu)勢(shì)音榜。
ARM處理器的三大特點(diǎn)是:耗電少功能強(qiáng)、16位/32位雙指令集和合作伙伴眾多捧弃。
1赠叼、體積小擦囊、低功耗、低成本嘴办、高性能瞬场;
2、支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集涧郊,能很好的兼容8位/16位器件贯被;
3、大量使用寄存器妆艘,指令執(zhí)行速度更快彤灶;
4、大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成批旺;
5幌陕、尋址方式靈活簡(jiǎn)單,執(zhí)行效率高汽煮;
6搏熄、指令長(zhǎng)度固定。
單片機(jī)(Microcontrollers)是一種集成電路芯片暇赤,是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU搬卒、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM翎卓、多種I/O口和中斷系統(tǒng)契邀、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路失暴、模擬多路轉(zhuǎn)換器坯门、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用逗扒。從上世紀(jì)80年代古戴,由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)矩肩,發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)现恼。
1、主流單片機(jī)包括CPU黍檩、4KB容量的RAM叉袍、128 KB容量的ROM、 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器刽酱、4個(gè)8位并行口喳逛、全雙工串口行口、ADC/DAC棵里、SPI润文、I2C姐呐、ISP、IAP典蝌。
2曙砂、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便骏掀,實(shí)現(xiàn)模塊化麦轰;
3、單片機(jī)可靠性高砖织,可工作到10^6 ~10^7小時(shí)無(wú)故障款侵;
4、處理功能強(qiáng)侧纯,速度快新锈。
5、低電壓眶熬,低功耗妹笆,便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品
6、控制功能強(qiáng)
7娜氏、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)拳缠。
arm是單片機(jī)嗎
arm是單片機(jī)的一種,51也是贸弥,但arm的ROM和RAM遠(yuǎn)大于51窟坐,而且IO口功能和處理速度也是兩個(gè)級(jí)別的,arm能上很多操作系統(tǒng)绵疲,51只能勉強(qiáng)上極其簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)哲鸳,所以arm常用來(lái)開(kāi)發(fā)手機(jī)等多媒體產(chǎn)品,51只能完成有限的實(shí)時(shí)控制功能盔憨,形象一點(diǎn)說(shuō)徙菠,51和arm的等級(jí)差別就像手機(jī)和個(gè)人電腦的等級(jí)差別。
arm與單片機(jī)的區(qū)別
1郁岩、軟件方面
這應(yīng)該是最大的區(qū)別了婿奔,引入了操作系統(tǒng),為什么引入操作系統(tǒng)问慎?有什么好處嘛萍摊?
1)方便:主要體現(xiàn)在后期的開(kāi)發(fā),即在操作系統(tǒng)上直接開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序蝴乔。不像單片機(jī)一樣一切都要重新寫记餐。前期的操作系統(tǒng)移植工作,還是要專業(yè)人士來(lái)做薇正。
2)安全:這是LINUX的一個(gè)特點(diǎn)片酝。LINUX的內(nèi)核與用戶空間的內(nèi)存管理分開(kāi),不會(huì)因?yàn)橛脩舻膯蝹€(gè)程序錯(cuò)誤而引起系統(tǒng)死掉挖腰。這在單片機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)中沒(méi)見(jiàn)到過(guò)雕沿。3)高效。引入進(jìn)程的管理調(diào)度系統(tǒng)猴仑,使系統(tǒng)運(yùn)行更加高效审轮。在傳統(tǒng)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)中大多是基于中斷的前后臺(tái)技術(shù),對(duì)多任務(wù)的管理有局限性辽俗。
2疾渣、硬件方面
現(xiàn)在的8位單片機(jī)技術(shù)硬件發(fā)展的也非常得快,也出現(xiàn)了許多功能非常強(qiáng)大的單片機(jī)崖飘。但是與32ARM相比還是有些差距吧榴捡。ARM芯片大多把SDRAM,LCD等控制器集成到片子當(dāng)中朱浴。在8位機(jī)吊圾,大多要進(jìn)行外擴(kuò)『泊溃總的來(lái)說(shuō)项乒,單片機(jī)是個(gè)微控制器,ARM顯然已經(jīng)是個(gè)微處理器了梁沧。
總結(jié)一下檀何,
除速度和字長(zhǎng)外,DSP與單片機(jī)的區(qū)別:
單片機(jī)學(xué)名微控制器(MCU)廷支,有4位埃碱,8位,16位酥泞,32位等砚殿。而使用英國(guó)ARM公司推出的架構(gòu)方案的32位微控制器就是你說(shuō)的ARM芯片。
它和4芝囤、8似炎、16位單片機(jī)的差別就是內(nèi)部資源比較多,可內(nèi)嵌的內(nèi)存較大悯姊,總線帶寬較寬等等……還有像樓上說(shuō)的有高速緩存羡藐,可外接的資源接口較多,可以實(shí)時(shí)運(yùn)行操作系統(tǒng)(內(nèi)存管理是操作系統(tǒng)內(nèi)的東西悯许,不是ARM芯片的)仆嗦。而JTAG不是ARM的專利,我用PIC和MSP430等8位16位MCU也可以使用這些先壕。
最大的區(qū)別就是瘩扼,單片機(jī)是MCU谆甜,即微型控制器;而ARM只不過(guò)是MPU集绰,微處理單元规辱,相當(dāng)于單片機(jī)內(nèi)部的運(yùn)算單元(CPU或ALU)而已。它們很明顯能看出來(lái)的是單片機(jī)內(nèi)部自帶RAM和FLASH栽燕,而ARM是沒(méi)有的罕袋,需要外部拓展。這就像是電腦上的CPU一樣碍岔,需要硬盤和內(nèi)存浴讯。不過(guò)現(xiàn)在有不少公司將FLASH和RAM做進(jìn)ARM芯片,但這也只不過(guò)是相當(dāng)于外圍電路的擴(kuò)展而已
1蔼啦、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)不同
單片機(jī)使用馮.諾依曼存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)榆纽。這種結(jié)構(gòu)中,只有一個(gè)存儲(chǔ)器空間通過(guò)一組總線(一個(gè)地址總線和一個(gè)數(shù)據(jù)總線)連接到處理器核询吴。
大多數(shù)DSP采用了哈佛結(jié)構(gòu)掠河,將存儲(chǔ)器空間劃分成兩個(gè),分別存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)猛计。
2唠摹、 對(duì)密集的乘法運(yùn)算的支持
單片機(jī)不是設(shè)計(jì)來(lái)做密集乘法任務(wù)的,即使是一些現(xiàn)代的GPP奉瘤,也要求多個(gè)指令周期來(lái)做一次乘法勾拉。而DSP處理器使用專門的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)單周期乘法。DSP處理器還增加了累加器寄存器來(lái)處理多個(gè)乘積的和盗温。累加器寄存器通常比其他寄存器寬藕赞,增加稱為結(jié)果bits的額外bits來(lái)避免溢出。
3卖局、 零開(kāi)銷循環(huán)
DSP算法的一個(gè)共同的特點(diǎn)斧蜕,即大多數(shù)處理時(shí)間都花在執(zhí)行較小的循環(huán)上,也就容易理解砚偶,為什么大多數(shù)的DSP都有專門的硬件批销,用于零開(kāi)銷循環(huán)。所謂的零開(kāi)銷循環(huán)是指處理器在執(zhí)行循環(huán)時(shí)染坯,不用花時(shí)間去檢查循環(huán)計(jì)數(shù)器的值均芽,條件轉(zhuǎn)移到循環(huán)大額頂部,將循環(huán)計(jì)數(shù)器減1单鹿。
單片機(jī)是Single-chip Microcomputer的較準(zhǔn)確譯法掀宋,但最能準(zhǔn)確反映單片機(jī)設(shè)計(jì)思想、并且有長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)眼光的詞匯是Microcontroller(微控制器)。
擴(kuò)展資料:
DSP主要針對(duì)一些計(jì)算能力要求較高的應(yīng)用劲妙,如視頻圖像處理湃鹊、智能機(jī)器人、數(shù)字無(wú)線是趴、寬帶訪問(wèn)涛舍、數(shù)字音頻澄惊、高分辨率成像和數(shù)字電機(jī)控制等唆途。
單片機(jī)應(yīng)用最為廣泛,主要利益于它的成本控制上掸驱,使它能在許多對(duì)計(jì)算能力要求不那么高的應(yīng)用立足肛搬。相信在未來(lái)幾年里,MCU市場(chǎng)關(guān)鍵增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力將來(lái)自于綠色能源毕贼,智能電子設(shè)備温赔,智能電網(wǎng)以及電子產(chǎn)品的升級(jí)換代比如汽車電子。
參考資料:百度百科-單片機(jī)
DSP:適合于數(shù)字信號(hào)處理鬼癣,例如FFT陶贼、數(shù)字濾波算法、加密算法和復(fù)雜控制算法等待秃。
ARM:具有強(qiáng)大的事務(wù)處理功能拜秧,可以配合嵌入式操作系統(tǒng)使用
單片機(jī):適用于簡(jiǎn)單的測(cè)控系統(tǒng),功能相對(duì)簡(jiǎn)單章郁,價(jià)格較低
ARM是通用處理器枉氮,和x86一樣,可以在上面跑各種操作系統(tǒng)暖庄。
DSP根據(jù)名字就知道他是干嘛的了聊替,一般用來(lái)作為專門處理數(shù)字信號(hào)。
單片機(jī)的工作ARM和dsp都能作培廓,只是它便宜(而且有些單片機(jī)可靠性比arm和dsp都要
強(qiáng)惹悄,比如工業(yè)控制用的單片機(jī)),主要當(dāng)作簡(jiǎn)單的控制器來(lái)使用肩钠,比如工業(yè)中的溫度控制等
DSP與單片機(jī)泣港,兩者相比,DSP是專做數(shù)字信號(hào)處理的芯片蔬将,運(yùn)行速度快爷速,具有專門的硬件乘法器,可以用來(lái)快速的實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法霞怀;而普通的單片機(jī)則不具備這些能力惫东,但是憑借成本低廉的優(yōu)勢(shì)一般很適合在嵌入式領(lǐng)域使用。你可以把DSP看成是針對(duì)特殊領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)化和加強(qiáng)了的單片機(jī),就好比帶有3D加速的iPhone 4 (A4處理器)在玩3d游戲時(shí)秒殺MTK平臺(tái)的國(guó)產(chǎn)手機(jī)一樣廉沮,但是兩者在處理短信的收發(fā)上區(qū)別就不明顯了颓遏,再或者說(shuō)帶獨(dú)顯的電腦和集顯的電腦在打開(kāi)word文檔的速度上是差別不大的,但是在玩游戲的時(shí)候獨(dú)顯能跑的很流暢滞时,集顯的很可能就在放幻燈片—卡了叁幢。
其實(shí)你也可以想想,現(xiàn)在出現(xiàn)的很多pu坪稽,apu曼玩,bpu,cpu窒百,dpu黍判,gpu,npu等等篙梢,它們可能可以叫做什么什么處理器顷帖,但往往很多只能叫做加速器,因?yàn)樗麄儧](méi)有指令集渤滞,與我們熟悉的通用性cpu贬墩,以及arm,甚至單片機(jī)妄呕,dsp都差遠(yuǎn)了陶舞,像寒武紀(jì)他們做的已經(jīng)出了指令集,能夠以cpu的形式執(zhí)行指令完成操作趴腋,也往往只能叫做協(xié)處理器吊说,不能取代cpu中央處理器的位置。