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嵌入式系統通用處理器 |
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通用處理器（GPP）并不針對特定的應用領域進行體系結構和指令集的優化，它們具有一般化的通用體系結構和指令集，以求支持復雜的運算并易于添加新開發的功能。一般而言，在嵌入式微控制器（MCU）和嵌入式微處理器（MPU）中會包含一個通用處理器核。 MPU通常代表一個CPU（中央處理器），而MCU則強調把中央處理器、存儲器和外圍電路集成在一個芯片中。早期，微控制器被稱為單片機，指把計算機集成在一個芯片內。嵌入式微控制器也常被稱作片上系統（SoC），含義是在一個芯片上設計了整個系統。芯片廠商在推出MCU時，往往會有明確的市場定位，如定位于PDA、MP3、ADSL等。定位不同的產品可能包含共同的CPU核，但是集成的擴展電路則不一樣。圖-1所示給出了一個典型的集成了外圍電路的MCU的結構。
舉個例子，Intel的80386屬于微處理器，而內部集成了80386處理器、片選單元、中斷控制、定時器、看門狗定時器、串行I/O、DMA和總線仲裁、DRAM控制器等的386EX則是80386微處理器的微控制器版本。但是，要說明的是，GPP、MCU和MPU等概念其實非常含糊，許多地方并不加以區分，而明確區分這些概念在技術上本身也沒有太大的意義。 嵌入式微控制器一般由一個CPU核和多個外圍電路集成，目前主流的嵌入式CPU核有如下幾種。 ●Advanced RISC Machines公司的ARM。 ARM內核的設計技術被授權給數百家半導體廠商，做成不同的SoC芯片。ARM的功耗很低，在當今活躍的無線局域網、3G、手機終端、手持設備、有線網絡通信設備等中應用非常廣泛。本書所基于的LDD6410開發板上采用的就是S3C6410這個ARM SoC芯片。 ●MIPS技術公司的MIPS。 兩個重要的MIPS芯片廠商為PMC和IDT，PMC-Sierra公司的MIPS處理器被CISCO公司大量采用在高端路由器上。IDT公司在MIPS核上集成PCI接口，廣泛用于以太網交換，另外也嘗試增加了HDLC、Ethernet、串口、SDRAM控制器、片選、DMA控制器等外設接口，以用于低端通信產品。 ●IBM和Motorola的PowerPC。 PowerPC處理器是通信和工控領域應用廣泛的處理器，包括華為、中興在內的通信公司都大量使用PowerPC，MPC860和MPC8260是其經典的兩款。 ●Motorola公司獨有的內核68K/COLDFIRE。 68K內核是早在嵌入式領域廣泛應用的內核，其著名的代表芯片是68360。Coldfire則繼承了68K的特點并對其保持了兼容。Coldfire內核被用于DSP模塊、CAN總線模塊以及一般嵌入式處理器所集成的外設模塊，在工業控制、機器人研究、家電控制等領域被廣泛采用。 注：Motorola的半導體部已經獨立為飛思卡爾半導體公司（Freescale Semiconductor Inc.），因為歷史原因，上文仍然使用Motorola。 中央處理器的體系架構可以分為兩類，一類為馮·諾伊曼結構，一類為哈佛結構。 馮·諾伊曼結構也稱普林斯頓結構，是一種將程序指令存儲器和數據存儲器合并在一起的存儲器結構。程序指令存儲地址和數據存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，因此程序指令和數據的寬度相同。而哈佛結構將程序指令和數據分開存儲，指令和數據可以有不同的數據寬度。此外，哈佛結構還采用了獨立的程序總線和數據總線，分別作為CPU與每個存儲器之間的專用通信路徑，具有較高的執行效率。圖-2描述了馮·諾伊曼結構和哈佛結構的區別。
從指令集的角度來講，中央處理器也可以分為兩類，即RISC（精簡指令集計算機）和CISC（復雜指令集計算機）。CSIC強調增強指令的能力、減少目標代碼的數量，但是指令復雜，指令周期長；而RISC強調盡可能減少指令集、指令單周期執行，但是目標代碼會更大。ARM、MIPS、PowerPC等CPU內核都采用了RISC指令集。目前，RISC和CSIC二者的融合非常明顯。 熱點鏈接：
1、如何選擇嵌入式微處理器 |
