处理器和微控制器区别

中国面料网 2019-09-24

电子元器件中央处理器(CPU)是一种超大规模集成电路(VLSI),是计算机运行和控制的核心。它的功能是解释计算机指令和处理计算机软件中的数据。

它主要包括算术单元和缓存存储器,以及实现它们之间的数据、控制和状态的总线。它与内部存储器和输入/输出器件一起被称为电子计算机的三大核心部件。

处理器和微控制器区别


目前,嵌入式处理器的高端产品有:先进的RISC机器ARM,Silicon Graphics MIPS,IBM和Motorola Power PC,Intel X86和i960芯片,AMD的Am386EM,Hitachi SH RISC芯片; Pocket PC处理器有六种类型的处理器:Intel的PXA系列处理器,MIPS处理器,StrongARM系列处理器,Hitachi SH3处理器,Motorola Dragon Ball系列处理器和Texas Instruments OMAP系列处理器。

微处理器和微控制器的区别

微处理器与微控制器的区别主要集中在硬件结构、应用领域和指令集特性等方面。

硬件结构

所述微处理器为单片CPU,所述微控制器将CPU和其它电路集成在一个集成电路芯片中,形成一个完整的微机系统。除了CPU、微控制器外,它还包括RAM、ROM、串行接口、并行接口、定时器和中断调度电路。

虽然片上RAM的容量比普通微机系统小,但这并不限制微控制器的使用。正如您稍后可以看到的,微控制器有广泛的应用。其中,微控制器的一个重要特点是内置的中断系统。微控制器作为一种面向控制的器件,经常需要对外界的激励做出实时响应。

应用领域

微处理器是微机系统中常用的CPU,其设计就是针对这样的应用而设计的,这也是微处理器的优势所在。然而,微控制器通常用于面向控制的应用中。系统设计追求小型化,并尽可能减少组件的数量。

在过去,这些应用通常需要几十个甚至数百个数字集成电路。使用微控制器可以减少使用的组件数量,并且只有一个微控制器、少量的外部组件和存储在rom中的一个控制程序可以实现相同的功能。

微控制器适用于控制元件很少的输入/输出设备,而微处理器适用于计算机系统中的信息处理。

指令集特征

由于应用的不同,微控制器和微处理器的指令集也是不同的。微处理器的指令集增强了处理器的处理功能,使其具有强大的寻址方式和适合于处理大规模数据的指令。微处理器指令可以操作半字节,字,甚至双字。

通过使用地址指针和地址偏移,微处理器提供可以访问大量数据的寻址模式。自动递增和递减模式使得以字节,字或双字访问数据变得非常容易。此外,微处理器还具有其他功能,例如无法在用户程序中使用特权指令。

微控制器的指令集适用于输入/输出控制。许多输入/输出接口是单/位的。例如,电磁铁控制电机的开关,而电磁铁由1位输出端口控制。微控制器具有设置和清除单元的指令,还可以执行其他面向位的操作,例如对“位”执行逻辑AND、OR、XOR操作、根据标志位跳转等等。

很少有微处理器具有这样强大的位操作,因为设计人员在设计微处理器时只考虑以字节或更大的单位操作数据。

DSP芯片的分类与特点

数字信号处理器中的CPU专门设计用于非常快速地执行离散时间信号处理计算,例如需要音频和视频通信的计算。特别适用于数字信号处理微处理器,其主要应用是实时、快速地实现各种数字信号处理算法。

根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有以下主要特征:

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一次乘法和一次加法可以在一个指令周期内完成。

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程序与数据空间分离,可以同时访问指令和数据

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片上快速RAM,通常可以通过单独的数据总线同时在两个块中访问。

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具有低开销或无开销循环和跳转的硬件支持

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快速中断处理和硬件I / O支持

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单周期运行的多个硬件地址生成器

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可以并行执行多个操作

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支持管道操作,从而使手指提取、解码和执行等操作可以进行重叠

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当然,与通用微处理器相比,DSP芯片的其它一般功能相对较弱。DSP芯片内部采用程序与数据分离的哈佛结构,具有特殊的硬件乘法器,广泛采用流水线操作。提供专门的DSP指令,可用于快速实现各种数字信号处理算法。

DSP芯片可以通过以下三种方式进行分类。

按基础特性分

这根据DSP芯片的工作时钟和指令类型进行分类。如果DSP芯片能够在某个时钟频率范围内的任何时钟频率下正常工作,除了计算速度的变化外,不会出现性能下降。这种DSP芯片通常称为静态DSP芯片。

如果有两种或两种以上的DSP芯片,它们的指令集和相应的机器码脚结构是兼容的,那么这种DSP芯片就称为一致的DSP芯片。例如,TI的TMS320C 8属于这一类别。

按数据格式分

这是根据dsp芯片工作的数据格式分类的。以定点格式工作的dsp芯片称为定点dsp芯片,如ti的tms320c1x/c2x、tms320c2xx/c5x、tms320 c54x/c62xx系列、adi的adsp21xx系列、att的dsp16/16a、Motora的mc 56000等。

浮点DSP芯片采用浮点格式工作,如TMS320C3X/c4x/c8x的ADSP21XXX系列、TI的ADI、DSP32/32C的MC96002、ATT的Motolora等。

不同的浮点DSP芯片使用不同的浮点格式。一些DSP芯片使用定制的浮点格式,如TMS320C3X,而一些DSP芯片使用IEEE的标准浮点格式。如摩托罗拉公司的MC96002、富士通公司的MB86232和佐兰公司的ZR35325。

按用途分

根据DSP的目的,它可以分为通用DSP芯片和专用DSP芯片。通用DSP芯片适用于通用DSP应用。例如,TI的DSP芯片系列属于通用DSP芯片。专用DSP芯片专为特定的DSP操作而设计,更适用于特殊操作,如数字滤波,卷积和FFT,如摩托罗拉的DSP56200,Zoran的ZR34881和Inmos的IMSA100,这些都是专用的DSP芯片。 。

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